7. Нахаба О.О. Пристрій для перетворення енергії згустку плазми сферичної форми у механічний імпульс корпусу двигуна. Патент України на корисну модель №23743.

Міністерство науки і освіти України. Державний департамент інтелектуальної власності. Бюл.№8, 2007р.

8. Нахаба О.О. Пристрій для використання розсіянного пучка високотемпературної плазми для захисту об’єктів від механічного зіткнення із іншими об’єктами та іншими видами матерії. Патент України на корисну модель №23394. Міністерство науки і освіти України. Державний департамент інтелектуальної власності. Бюл.№7, 2007р.

Альтернативная “мицеллярная” модель строения атомного ядра.

Одесский государственный медицинский университет, Одесса, Украина Цель работы: Поиск более точной модели строения атомного ядра, модели которая способна описать строение материи на уровне составляющих элементарных частиц.

Материалы и методы: В данном докладе представлена видео-съемка эксперимента по визуализации электрического поля при напряжении 300кВ, в ходе которого выявлена форма и размеры положительного и отрицательного участков электростатического поля и механизм преобразования этих участков в единое электрическое поле, которое и осуществляет перенос ионов при наступлении электрического пробоя. Поскольку свойства положительного электростатического поля идентичны свойствам протонов, а свойства отрицательного электростатического поля идентичны свойствам электронов, выдвинута гипотеза о возможном строении элементарных частиц, согласно которой элементарная частица – есть нечто иное как триада полей (электрического, магнитного и гравитационного) объединенных в т.н.

единое поле, при этом электрическая составляющая определяет электрический заряд частицы, магнитная – её магнитный момент, а гравитационная – её массу.

Результаты и их обсуждение: Вышеуказанный эксперимент раскрывает геометрию электрической составляющей, «правило буравчика» раскрывает геометрию магнитной составляющей, а направление действия силы тяжести в ядре косвенно указывает на геометрию гравитационной составляющей элементарных частиц. На основании информации о строении отдельных электронов и протонов, а также о направлении действия различных сил в атоме, выдвинута гипотеза “мицеллярной” модели строении атомного ядра (согласно которой нуклоны в ядре соединены боковыми поверхностями, формируя полую в центре сферу т.н. “мицеллу”), модель которая более полно описывает строение атомного ядра, все виды взаимодействий между нуклонами ядра, между нуклонами и электронами в атоме, между нуклонами соседних ядер.

Выводы: Данная модель устраняет множество противоречий в современной ядерной физике, не противоречит ни одному из уже открытых и экспериментально доказанных законов физики и позволяет логически объединить все известные разделы физики и химии в единое теоретическое целое.

1. Огава Сюдзо. Составные модели элементарных частиц. М.,Мир,1983.

2. Фелд Б. Модели элементарных частиц. Под ред. А.И. Алиханяна. М.,Мир, 1971.

3. Вильсон Р. Нуклон-нуклонные взаимодействия. Под ред. В.П.Джелепова. М.,Мир, 1965.

4. Дрел С. Электромагнитная структура нуклонов. Пер с англ.П.С.Исаева. М.Изд.

ин.лит, 1962.

5. Вильдермут К., Тан Я. Единая теория ядра. М.,Мир, 1980.

6. Зисман Г.А. Строение атомного ядра. Л., 1956.

7. Гайзенберг В. Теория атомного ядра. М. Изд.ин.лит.,1953.

8. К теории оболочечной структуры ядер. Киев,1971.

9. Айзенберг И. Микроскопическая теория ядра. М.,Атомиздат,1976.

10. Бор Оге. Структура атомного ядра. Пер с англ. Под ред. Л.А.Слива. М.,Мир,1980.

11. Немировский П. Теория полупрозрачного ядра с размытым краем. М., 1955.

12. Федянин В.К. Электромагнитная структура ядер и нуклонов. М., Высшая школа, 1967.

13. Френкель Я.И. Принципы теории атомных ядер. М.Л.,1955.

14. Айзенберг И., Грайнер В. Модели ядер. Коллективные и одночастичные явления.

М.Атомиздат, 1975.

15. Браун Джери. Единая теория ядерных моделей и сил. М.Атомиздат, 1970.

16. Терешин Ю.В. О некоторых особенностях построения эффективного гамильтониана ядра в модели четырех волчков. Киев:ИТФ,1991.

17. Уилетс, Лоуренс. Теория ядерного деления. Под ред Н.С.Работнова. М.Атомиздат, 1967.

18. Нахаба О.О. Пристрій для утримання високотемпературної плазми у згустку сферичної форми та її керованої емісії у строго детермінованому напрямі. Патент України на корисну модель №17149. Міністерство науки і освіти України.

Державний департамент інтелектуальної власності. Бюл.№9, 2006р.

Регистрация взаимодействия тау-нейтрино в эмульсионном трековом детекторе Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия Цель работы: регистрация взаимодействия тау-нейтрино по каналам с генерацией тау-лептона, оценка точности восстановления геометрии взаимодействия в эмульсионном трековом детекторе.

При помощи пакета Geant4 моделируется процесс взаимодействия тау-нейтрино с веществом детектора. Детектор состоит из чередующихся пластин свинца и ядерной эмульсии. Среди возможных каналов взаимодействия тау-нейтрино с веществом детектора (свинец) в программе реализуется только один, в ходе которого рождаются тау-лептон и адроны. Восстановление треков этих частиц и дальнейшее их изучение позволяет получить информацию о процессе, а именно:

1. О природе вторичных частиц (показать, что это именно тау-лептон);

2. Восстановить точку взаимодействия тау-нейтрино с веществом Такая постановка задачи воспроизводит реальный эксперимент OPERA, целью которого является наблюдение осцилляций в в пучке от ускорителя ЦЕРН посредством прямой регистрации -лептонов в ядерной эмульсии в подземной лаборатории Гран-Сассо.

Результаты, полученные при помощи программы, реализованной в пакете Geant4, будут использованы для обработки реальных событий проекта OPERA.

1. Беленький С.З. Лавинные процессы в космических лучах. – М.: 1948.

2. Иваненко И.П. Электромагнитные каскадные процессы. – М.: 1972.

3. Росси Б. Частицы больших энергий. – М.: 1955.

4. Мурзин В.С. Введение в физику космических лучей. – М.: 1988.

5. Geant4 User’s Guide For Application Developer, CERN, Калибровка адронного калориметра детектора CMS с помощью процесса Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия Относительно недавно был предложен новый способ калибровки адронного калориметра, с использованием принципиально нового процесса Z бозон + струя, речь идёт о p-p столкновениях на ускорительном комплексе LHC в Европейском Центре Ядерных Исследований (CERN). Данная калибровка будет использоваться для исследования столкновений тяжёлых ионов на ускорителе LHC, в рамках программы по поиску и исследованию кварк-глюонной плазмы.

Исследование было проведено посредством монте-карло генератора PYTHIA6., компьютерная модель детектора описывалась в рамках общего пакета программного обеспеченья CMSSW1.3.4. В сумме было проанализировано ~200000 событий.

3) Выполняется отбор по энергии второй струи в событии.

Механизм реконструкции энергии струи представляет из себя итерационный конусный алгоритм в координатах (псевдобыстрота), с радиусом конуса R=0.5. После применения данного алгоритма на распределение импульса струи выполняется последовательно 3 итерации по Гауссу. Полученное среднее значение используется для вычисления баланса. При этом все данные разделяются на 16 диапазонов по псевдобыстроте.

После получение всех балансов строится график зависимости баланса от энергии Z бозона для каждого диапазона по (см. рисунок). Далее была проведена параметризация. Параметры данной функции далее вносятся в базу данных. Чтобы убедиться в точности данной аппроксимации, необходимо провести процесс проверки.

Результаты показали, что аппроксимация верна.

Стабилизация спектрометрического тракта сцинтилляционного детектора гамма Подлесных Владимир Геннадиевич, Кадилин Владимир Валериевич, Самойленко Владимир Тимофеевич, Фролов Максим Вячеславович Московский Инженерно-Физический Институт (Государственный Университет), Факультет физико-технический («Ф»), Москва, Россия E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], Использование большого количества ФЭУ в многодетекторных спектрометрах предъявляет высокие требования к выравниванию коэффициентов усиления и временной стабильности оптических контактов. Кроме этого, усиление ФЭУ заметно зависит от его среднего тока, который будет сильно меняться при изменении загрузки детектора. Система стабилизации обеспечивает стабильность параметров спектрометра. Предлагаемая система стабилизации, используемая в спектрометре высокоэнергетичных излучений «Наталья-2М» [1], состоит из эталонного генератора импульсов, светодиода и оптоволоконного кабеля и электронных блоков, обеспечивающих изменение коэффициента усиления ФЭУ (рис. 1). Действие системы стабилизации построено по следующему принципу: свет от эталонного источника световых импульсов на основе генератора импульсов тока и светодиода разветвляется при помощи волоконной оптики и вводится в центр каждого сцинтиллятора. Платы стабилизации для каждого ФЭУ измеряют сигнал, соответствующий эталонному импульсу, и изменяют напряжение на делителе напряжения таким образом, чтобы амплитуда сигнала оставалась постоянной. Частота следования эталонных сигналов кГц, при этом постоянная времени регулирования примерно 3 сек [2].

Рис. 1. Функциональная схема системы стабилизации.

Ток светодиода может меняться в зависимости от величины опорного напряжения, которое может меняться по командам с компьютера.

Исследовалась реакция системы на плавные и резкие изменения напряжения питания ФЭУ, изменения загрузки и температуры детекторов. Рассмотрено влияние системы стабилизации на изменение энергетического разрешения системы детекторов в стационарном режиме.

1. Архангельский А.И., Гляненко А.С., Котов Ю.Д. и др., Спектрометр высокоэнергетичных излучений «Наталья-2М» космического проекта «КОРОНАСФОТОН». Труды 28 всероссийской конференции по космическим лучам.

2. Власик К.Ф., Кадилин В.В., Подлесных В.Г. и др., Стабилизация спектрометрического тракта многомодульного сцинтилляционного детектора // Научная сессия МИФИ 2008, т.4., М.: 2008.

Исследование продольного развития ШАЛ методом измерения излучения Вавилова-Черенкова на Якутской комплексной установке ШАЛ Прохорова В.П.1, Кнуренко С.П., Слепцов И.Е., Петров З.Е.

Институт космофизических исследований и аэрономии имени Ю.Г. Шафера СО РАН, Излучение Вавилова-Черенкова, возникающее при прохождении потока заряженных частиц через чистую атмосферу, отражает все стадии генерации частиц и, таким образом, может служить инструментом в исследовании продольного развития ШАЛ. Известно, что продольное развитие в равной мере чувствительно как к параметрам взаимодействия, так и массе первичной частицы, поэтому измерение черенковского света ШАЛ дает возможность непосредственно из измерений восстанавливать параметры каскадной кривой и атомный вес первичного ядра.

На Якутской установке ШАЛ для этих целей, используется дифференциальный черенковский детектор, регистрирующий поток фотонов, приходящий из определенной узкой области в атмосфере.

В работе представлены предварительные результаты по изучению продольного развития ШАЛ, полученные с помощью этого детектора. По данным измерений черенковского излучения в ливнях с энергий 1015 – 1018 эВ были восстановлены индивидуальные каскадные кривые и определена средняя глубины максимума развития ШАЛ Хmax. Экспериментальные данные сравниваются с расчетными значениями Хmax, полученными по моделям адронных взаимодействий типа QGSJETII-03, SIBYLL2.61 и EPOS. В рамках этих моделей сделана предварительная оценка массового состава космических лучей в этой области энергий.

Анализ видеоданных ядерно-физического эксперимента по облучению моноэнергетическими протонами полимерного трекового детектора CR- Ситкина Ирина Александровна, Орищенко Алексей Васильевич младший научный сотрудник,начальник лаборатории МК ОРБ, к.ф.-м.н., доцент Данная работа выполнена на основе анализа материалов по облучению полимерных трековых детекторов CR-39 моноэнергетическими протонами. Целью облучения являлось установление количественной зависимости между размером треков и энергией протонов, которую далее мы называем градуировочной зависимостью. Необходимость создания простого и надёжного индивидуального дозиметра для измерения эквивалентной дозы нейтронного облучения существует на многих многопрофильных предприятиях, в том числе и в НИИАР. Такой дозиметр необходим, например, при работе персонала по перегрузке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), на участке с высокоактивными источниками нейтронного излучения (252Cf), в зонах работы атомных реакторов, при облучении нейтронами в медицинских целях.

Полученные в данной работе результаты планируется использовать при разработке метода и методики определения индивидуальной эквивалентной дозы нейтронного облучения посредством трековых детекторов CR-39 без спектрометрической поддержки в области энергий промежуточных и быстрых нейтронов.

В данной работе исследовался отклик твердотельного трекового детектора CR- на облучение моноэнергетическими протонами, поскольку в основном именно протоны отдачи формируют треки при нейтронном облучении.

Результатом воздействия быстрых протонов на вещество детектора является визуализированный трек, проявляемый химическим травлением в виде лунки на поверхности полимера. Изучались размеры (площадь) трека, образованного протонами с моноэнергетическими значениями энергий при различной продолжительности химического травления облучённого полимера.

Построены зависимости площадей треков S от энергии протонов в диапазоне энергий 1-4 МэВ для различной продолжительности травления. Установлен вид зависимости S(E) для продолжительности травления 12, 14, 19 и 24 часа, существенно, что эта зависимость носит характер градуировочной зависимости и имеет вид степенной функции с постоянным показателем степени. Практически продолжительности травления детектора 12час. достаточно для вскрытия треков от протонов с энергиями от 1 МэВ до 4 МэВ. Именно в этой области энергии нейтронов излучение обладает наиболее высоким коэффициентом биологической опасности.

Совпадение возможности регистрации и необходимости осуществлять контроль облучения нейтронами этого диапазона энергий создает благоприятную возможность для создания индивидуального нейтронного дозиметра.

Спиральные амплитуды и CP-асимметрия редких распадов В-мезонов Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия В СМ нейтральные токи, нарушающие аромат, возникают, начиная со второго порядка теории возмущений, за счёт петлевых диаграмм типа "пингвин", и "квадратик". По сравнению с древесными диаграммами, петлевые диаграммы подавлены дополнительными степенями постоянной тонкой структуры, безразмерной константы слабого взаимодействия и за счёт интегрирования по петле. Парциальные ширины распадов, возникающих за счёт нейтральных токов, нарушающих аромат, чрезвычайно малы и находятся в интервале от 10-5 до 10-15. Поскольку парциальные ширины редких распадов чрезвычайно малы, то такие распады могут служить уникальным тестом для прецизионной проверки предсказаний СМ в высших порядках теории возмущений и для поиска физики вне рамок СМ (так называемая "нестандартная физика", к которой можно отнести различные варианты суперсимметричных теорий, теории с дополнительными размерностями, модели ТВО и многие другие). В настоящее время данные распады активно изучаются на Bфабриках и ускорителе Tevatron [1]. В ближайшем будущем редкие распады будут экспериментально изучаться на ускорителе LHC (CERN, Швейцария).

Целью данной работы является вычисление в рамках СМ спиральных амплитуд и CP-асимметрии для редких радиационного B0s +- и полулептонного B0s +распадов и дальнейшего их сравнения с будущими измерениями на детекторе LHCb ускорителя LHC. Теоретические расчеты проводились на основе дисперсионной модели конституэнтных кварков [2], гамильтониан перехода был представлен в форме разложения Вильсона [3]. Формфакторы вычислены соответсвенно в [4] и [5].

За неимением достаточного количества места приведём лишь некоторые результаты.

Одна из спиральных амплитуд для полулептонного распада:

Одна из CP-асимметрий для радиационного распада:

[1] Buchalla G. et al. // Report of Working Group 2 of the CERN Workshop on Flavor in the Era of the LHC: 2nd Workshop on the Interplay of Flavor and Collider Physics, Geneva, Switzerland, 6-8 Feb 2006.

[2] Dmitri Melikhov // Phys. Rev. D 53 (1996), 2460-2479.

[3] Buras A., Munz M. // Phys. Rev. D 52 (1995), 186.

[4] Melikhov D., Nikitin N. // Phys. Rev. D 70 (2004), 114028.

[5] Melikhov D., Stech B. // Phys. Rev. D 62 (2000), 014006.

Новый итеративный алгоритм построения матричных элементов на основе метода функционального интеграла S-матрицы.

Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова, Физический Как известно в мае 2008 года вступает в строй Большой Адронный Коллайдер, (LHC, CERN) проектной энергии в 14 ТэВ. Эта величина почти на порядок превосходит по энергии показатели его ближайших конкурентов. Целью проекта LHC прежде всего является открытие бозона Хиггса — последней экспериментально не найденной частицы Стандартной Модели (СМ) — и поиск физики вне рамок СМ.

Последняя задача ставит перед учеными проблему более точного расчета фоновых процессов, необходимого при определении отклонения физики от рамок СМ. В настоящее время существует достаточно много программных пакетов, которые позволяют проводить расчеты процессов СМ с большим числом внешних ног в лидирующем приближении по теории возмущений (LO).

Основным инструментом вычисления амплитуд и сечений рассеяния процессов элементарных частиц в рамках теории поля являются методы теории возмущений.

Наиболее распространенными методами вычислений являются техника Феймановских диаграмм, а также методы, основанные на решении уравнений движения для функций Грина (уравнения Дайсона-Швингера). Оба вычислительных подхода имеют как достоинства, так и недостатки. В диаграммной технике любой квантово - механической амплитуде ставится в соответствие набор графов, элементами которых являются операторы свободных полей и корреляционные функции. Достоинством этого метода является простота его автоматизации, но возникают трудности вычисления процессов с участием большого числа частиц, так как число квадрированных диаграмм растет с увеличением числа частиц как N!. Альтернативой являются алгоритмы решения уравнений движения для функций Грина взаимодействующих полей или уравнения Дайсона-Швингера: для каждого процесса записывается система уравнений, рекурсивно выражающая многоточечные корреляционные функции через корреляционные функции низших порядков. Преимущество здесь - это скорость вычисления, но практическая реализация сталкивается с рядом трудностей. Так как функции Грина не являются калибровочно-инвариантными объектами, то для построения перенормированных амплитуд нужно использовать дополнительные тождества Уорда-Такахаши или в неабелевом случае Славнова-Тейлора. Кроме того, чтобы посчитать реальный процесс и перейти от функций Грина к амплитуде, выраженной операторами свободных полей, нужно использовать редукционные соотношения Лемана-Симанзика-Циммермана, что также усложняет автоматизацию вычислений.

Мы предлагаем алгоритм вычислений, основанный на методе представления Sматрицы через континуальный интеграл в явно калибровочно-инвариантном виде. В таком представлении разложение в ряд теории возмущений гарантировано дает калибровочно- инвариантные члены. Следующим шагом должен проводиться отсев петлевых членов и «головастиков». Для этой цели довольно не сложно сформулировать правила отбора, основанных на знаниях о виде функциональных производных. Применив эти правила отбора, можно преобразовать ряд теории возмущений таким образом, что различные типы полей будут сведены в разные члены (множители) выражения для ряда теории возмущений, что в свою очередь позволяет выписывать данные члены, соответствующие различным полям, для произвольного порядка теории возмущений в древесном приближении. В результате получаются калибровочно–инвариантные члены ряда теории возмущений в древесном приближении.

Восстановление энергетического распределения потока нейтронов по откликам МДН, с применением искусственной нейронной сети Московский инженерно-физический институт (государственный университет), Москва, Многослойный детектор нейтронов (МДН), предназначенный для обнаружения и идентификации источников нейтронного излучения, содержит чередующиеся слои водородосодержащего замедлителя и регистраторов медленных нейтронов. Каждый регистрирующий слой в МДН набран из He-3 счетчиков нейтронов в виде одной или двух плоских кассет. Слои счетчиков He-3 расположены поперек падающего потока на различной глубине в замедлителе. Отношение между откликами, получаемыми от каждого регистрирующего слоя МДН, и нейтронными спектрами математически написано как уравнение Фредгольма первого рода.

Для решения данной задачи используется двухслойная искусственная нейронная сеть (ИНС). На каждом слое ИНС использована логарифмическая сигмоидальная функция в качестве функции активации. ИНС обучена с помощью алгоритма обратного распространения ошибки. Значения откликов, полученные в ходе исследования, подаются на каждый входной нейрон этой сети. На выходе из нейронной сети выдаются восстановленные значения интенсивности потока нейтронов в каждой энергетической.

Созданы 45 различные вариации потоков нейтронного излучения, похожие на спектры деления от источников 252Cf, 238Pu-Be и моноэнергетические спектры, используя математическую модель МДН на MCNP, получены 45 наборы откликов и используются как входы нейронной сети. Созданные спектры используются как наборы желаемых значений. После обучения разных сетей известно, что у сетей с (5 – 100 – 5) нейронов получается самая маленькая погрешность (10-4) с количествами циклов обучения (352795 цикл) и обучаемая нейронная сеть тестирована с двумя исходными источниками 252Cf и 238Pu-Be, которых нет в сборе обучаемых пар.

Относительные единицы Максимальное расхождение исходных и полученных значений не превышает 10% и можно сказать о возможности применения ИНС для решения задач по восстановлению энергетического распределения потоков нейтронного излучения.

1. Г.Л. Деденко, В.В. Кадилин, А.А. Каплун, С.В. Колесников, А.В. Самосадный, В.Т.

Самосадный. Многослойный детектор для оперативной оценки спектрального состава полей нейтронов. Приборы и техника эксперимента 2002,№3,с. 14-23.

2. В.А Головко. Нейронные сети: обучение, организация и применение. Кн.4: Учеб.

пособие для вузов / Общая ред. А.И.Галушкина. - М.:ИПРЖР, 2001., -256с.

Исследование характеристик детекторов спектрометров энергий СЕ-1 и СЕ-2, входящих в комплекс научной аппаратуры «НАТАЛЬЯ-2М»

Фролов Максим Вячеславович, Кадилин Владимир Валериевич Московский Инженерно-Физический Институт (Государственный Университет), Факультет физико-технический, Москва, Россия E-mail: [email protected], [email protected] Жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, полностью поглощаемое атмосферой Земли на высоте порядка 100 км, доступно для изучения только с помощью приборов, вынесенных за пределы атмосферы. В рамках программы КОРОНАС в Институте астрофизики МИФИ разрабатывается спутниковый проект КОРОНАС-ФОТОН. Спутник готовится для реализации в 2008 году.

В состав комплекса научной аппаратуры спутника “КОРОНАС-ФОТОН” входит спектрометр высокоэнергетических излучений “Наталья-2М”.Основными элементами прибора «Наталья-2М» являются спектрометры энергий СЕ-1 и СЕ-2 [1].

Спектрометры СЕ-1 и СЕ-2 построены по модульному принципу и состоят из 8ми детекторов каждый. Спектрометры созданы с использованием слоистой структуры. Каждый слой содержит по 4 сцинтилляционных детектора.

Энергетическое разрешение всего прибора зависит от энергетического разрешения каждого модуля. Для улучшения этого параметра были предприняты следующие меры:

-Использование двух ФЭУ, просматривающих рабочий объем модуля с двух сторон позволило улучшить светосбор.

-подбор режимов работы всех ФЭУ.

Детекторы имеют хорошее энергетическое разрешение (не хуже 10% по линии Сs), несмотря на достаточно большие размеры сцинтиллятора. Энергетическое разрешение прибора также лежит в пределах 10%, что является хорошим результатом [2].

По завершении работ были достигнуты следующие результаты:

Разработана методика сборки детекторов спектрометров СЕ-1 и СЕ-2.

Исследованы характеристики детекторов.

Подобрана комплектация и осуществлена сборка спектрометров СЕ-1 и СЕ- 1. Котов Ю.Д., Юров В.Н., Самойленко В.Т., Рубцов И.В. и др., Спектрометр энергий прибора «НАТАЛЬЯ-2М» // Научная сессия МИФИ 2004г.

2. Кадилин В.В., Трофимов Ю.А., Фролов М.В., Шишмакова Т.В. Оптимизация энергетического разрешения многомодульного гамма-спектрометра // Научная сессия МИФИ 2008, т.4., М.: 2008.