29 – 30 июня в ОИЯИ проходила 57-я сессия Программно-консультативного комитета по ядерной физике. Участники мероприятия ознакомились с отчетами по флагманским проектам ОИЯИ и рассмотрели предложения об их продлении. Прозвучали доклады о новых проектах и подпроектах, предлагаемых для открытия.
Программу мероприятия с приветственным словом открыл директор ОИЯИ Григорий Трубников.
«Наши экспертные комитеты собирают на своей площадке представителей со всего мира: из Азии, Северной Америки, Латинской Америки, Европы, Африки, и мы рады видеть такую заинтересованность в нашей научной программе», — отметил он.
Председатель ПКК ЯФ Валерий Несвижевский представил собравшимся информацию о выполнении рекомендаций предыдущей сессии комитета. Работу сессии ПКК продолжил доклад вице-директора ОИЯИ Сергея Дмитриева о резолюции 133-й сессии Ученого совета (февраль 2023 года) и решениях Комитета полномочных представителей правительств государств-членов ОИЯИ (март 2023 года).
Сотрудники Лаборатории теоретической физики ОИЯИ представили четыре проекта, посвященных исследованию структуры ядра, ядерной динамики, теории малонуклонных систем и релятивистской ядерной динамики.
«Члены ПКК тепло приветствовали проекты. Мы надеемся, что они получат их одобрение, и, таким образом, наши планы на следующие пять лет будут определены», — прокомментировал доклады Николай Антоненко, заместитель директора ЛТФ ОИЯИ, который выступил на сессии комитета с докладом о проекте по исследованию низкоэнергетических ядерных реакций. «Этот проект касается и реакций, которые представляют астрофизический интерес, и реакций по образованию сверхтяжелых ядер, и исследований структуры сверхтяжелых ядер. Кроме того, в последние годы большой интерес вызывают исследования проявлений кластерных степеней свободных ядер, так как на их основе можно объяснить явления, которые не удавалось объяснить другими методами ранее», — отметил Николай Антоненко.
Директор Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Сергей Сидорчук выступил с предложением о продлении темы «Синтез и свойства сверхтяжелых элементов, структура ядер на границах нуклонной стабильности». Было отмечено, что перед лабораториями ОИЯИ стоит сложная задача планирования на большой срок. В ближайших планах ЛЯР ОИЯИ разделить научную деятельность на несколько тем, каждая из которых будет включать несколько проектов.
«Самый важный из проектов – работы по синтезу 119-го и 120-го элементов. Эта задача очень трудная по многим причинам. Во-первых, ускоряются необычные частицы – титан и хром. Для этого необходимо обеспечить высокую интенсивность. Во-вторых, используются очень экзотические, радиоактивные мишени из берклия, которые еще нужно произвести. Их делают наши коллеги из Димитровграда», — рассказал Сергей Сидорчук.
Он также отметил, что в планах команды ЛЯР — исследовать другие способы «подобраться» к неизвестным, неисследованным областям карты изотопов.
Для этого необходимо, в первую очередь, модернизировать циклотрон У-400 и построить новый экспериментальный холл. О том, как реализуются эти задачи рассказали главный инженер ЛЯР ОИЯИ Игорь Калагин и заместитель директора ЛЯР Александр Еремин. Строительство нового здания уже началось и займет три года, после чего команда лаборатории разместит в нем новую установку. Продолжает развиваться экспериментальная база Фабрики сверхтяжелых элементов.
Подробный обзор пятилетнего проекта ЛЯР ОИЯИ по сверхтяжелым ядрам и атомам представил членам ПКК ученый секретарь лаборатории Александр Карпов.
«Проект будет в основном выполняться на Фабрике сверхтяжелых элементов, которая выступает крупнейшим объектом инфраструктуры ЛЯР ОИЯИ. Самое важное направление – это, конечно, синтез новых элементов, к которому мы надеемся за эти пять лет приступить и получить положительный результат», — отметил он.
Фабрика СТЭ была введена в эксплуатацию в 2020 году. За прошедшие годы в составе Фабрики были запущены два газонаполненных сепаратора ядер отдачи: DGFRS-II (Dubna Gas-Filled Recoil Separator) и GRAND. Фабрика регулярно демонстрирует научные результаты высочайшего уровня. Среди главных успехов, достигнутых на этом комплексе – повышение чувствительности (светимости) экспериментов более чем в 10 раз, получение новых изотопов дармштадтия, флеровия, коперниция и московия, наблюдение первого возбужденного состояния коперниция-282 и др.
«Результаты говорят сами за себя: по эффективности проводимых экспериментов мы более чем в 10 раз превзошли возможности, которые до этого обеспечивались циклотроном У-400, мы опережаем и мировые возможности. Получены шесть новых изотопов и кратное превосходство по количеству получаемых атомов. Все это открывает широкие перспективы для настоящих и будущих исследований. Уже из первых экспериментов мы получаем новые результаты, которые было либо сложно, либо невозможно получить ранее», — подчеркнул Александр Карпов.
Как отметил Александр Карпов, еще одним важным проектом является создание инструментов для прецизионных измерений масс сверхтяжелых элементов, перспективы построения таких масс-спектрометров были продемонстрированы в рамках Гранта Минобрнауки РФ в 2020-2022 гг. Среди перспективных задач Лаборатории Александр Карпов выделил также исследование реакций многонуклонных передач, рассматривающийся как метод получения нейтроноизбыточных изотопов трансурановых элементов.
Заместитель директора ЛЯР Гжегож Каминьски представил доклад «Легкие экзотические ядра на границах нуклонной стабильности». За последние пять лет проект достиг серьезных успехов в изучении упругих и неупругих рассеяний во взаимодействиях изотопов гелия, лития и бериллия, активно используется фрагмент-сепаратор АКУЛИНА-2. Модернизируется ускоритель У-400М и обсуждаются первые эксперименты с радиоактивными пучками, разрабатываются новые методы исследований реакций с мишенями в виде изотопов водорода. Для будущих экспериментов уже установлена криогенная тритиевая мишень, первые эксперименты на которой запланированы на 2025 год. В планах проекта изучение проблем радиоактивности экзотических нуклонов, сечения реакций на дейтериевой и тритиевой мишенях, реакций с обменом зарядами и передачей нейтронов.
Начальник отделения ядерной физики Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ Валерий Швецов выступил с предложением по открытию новой темы «Нейтронная ядерная физика» и нового проекта по исследованию взаимодействий нейтронов с ядрами и свойств нейтрона.
Члены ПКК ЯФ рассмотрели предложения по открытию новых проектов. Аягоз Баймуханова представила проект, посвященный радиохимии и спектроскопии для астрофизики и ядерной медицины, Игорь Житников рассказал об исследованиях реакторных нейтрино на короткой базе, Евгений Якушев предложил к рассмотрению членов ПКК проект, посвященный ядерной спектрометрии для поиска и исследования редких явлений.
С отчетами по проектам и предложениями по их продлению выступили Павел Зарубин (БЕККЕРЕЛЬ 2023), Михаела Параипан («Э&T&РМ» с новым названием «ADSR»), Юрий Плис («Исследования взаимодействия нейтронов с ядрами и свойств нейтрона»).
Руководитель проекта Baikal-GVD в ОИЯИ, сотрудник Лаборатории ядерных проблем Игорь Белолаптиков представил вниманию участников комитета отчет по проекту и предложение о его продлении.
Крупный проект международного масштаба Baikal GVD реализуется коллаборацией ученых из девяти организаций четырех стран мира. По итогам экспедиции на озеро Байкал в 2023 году команда смогла ввести в эксплуатацию два новых оптических модуля глубоководного нейтринного телескопа, суммарное их количество составило 12. Каждый кластер состоит из трех тысяч оптических модулей, которые были разработаны в ОИЯИ. Они способны улавливать около 10 атмосферных нейтрино в год. Благодаря усовершенствованию технологий по подавлению шумов с помощью ИИ при вычислении треков частиц, эксперименту удалось обнаружить 81 событие по атмосферным нейтрино. Это позволило подтвердить данные эксперимента IceCube по диффузному потоку нейтрино с точностью до трех сигм.
Дальнейшее развитие проекта Baikal-GVD включает два направления: увеличение общего объема телескопа до 10 км3 для изучения источников атмосферных нейтрино, а также увеличение эффективного объема телескопа до 1 км3 с шестью тысячами оптических модулей. Сейчас суммарно на Baikal-GVD установлено 3528 оптических модулей. Планируется, что проект станет самым крупным и эффективным нейтринным телескопом в мире. Как отметил Игорь Белолаптиков, для достижения этих целей необходимо повышать чувствительность фотоприемников, проводить перекрестные тесты элементов оборудования в разных режимах работы, а также рассматривать различные возможности установки продвинутых оптоволоконных систем. На данный же момент усилия коллабораций направлены на сборку и тестирование новых оптических модулей.
Программу сессии продолжила встреча членов ПКК с дирекцией ОИЯИ. Подготовка рекомендаций ПКК и предложения в повестку дня следующей сессии комитета завершили мероприятие.