История Научно-экспериментального отдела встречных пучков ЛЯП ОИЯИ
Истоки: 1953—1964
Истоки нашего отдела можно обнаружить в 1953 году, когда по инициативе И. В. Курчатова в Дубну из лаборатории №2 ЛИПАН (Лаборатории измерительных приборов АН СССР, а ныне Курчатовского института) был переведен сектор М. И. Козодаева с молодым (24 года) сотрудником Юрием Дмитриевичем Прокошкиным, выпускником физико-технического факультета МГУ.
В его научной карьере интересно отметить уникальный случай. При защите в 1961 году кандидатской диссертации на тему «Исследование реакции образования нейтрального пиона в протон-протонных столкновениях pp → ppπ0» по предложению официальных оппонентов А. М. Балдина и И. Я. Померанчука, к которым присоединился и Б. М. Понтекорво, ему была присуждена степень доктора (!) физико-математических наук.
В ЛЯП Ю. Д. Прокошкин проработал до 1964 г., когда существенная часть научных сотрудников ЛЯП переехала к строящемуся в г. Протвино новому ускорителю У-70, где в 35 лет возглавил отдел экспериментальной физики ИФВЭ.
Наиболее значимым результатом группы Ю. Д. Прокошкина в составе: А. Ф. Дунайцев, В. И. Петрухин, Ю. Д. Прокошкин и В. И. Рыкалин — стал эксперимент 1962 г. по прямой проверке одного из фундаментальных положений теории универсального слабого взаимодействия — сохранения векторного тока путем обнаружения и измерения вероятности β-распада заряженного пиона π+→π0 +e++ν.
Это было время, когда актуальной задачей было подтверждение закона сохранения лептонного числа. Сложность эксперимента состояла в крайне малой вероятности β-распада пиона (~10-8). При этом надо учитывать уровень развития электроники почти 60 лет тому назад.
Задача была решена с помощью экспериментальной установки на основе сцинтилляционных счетчиков и черенковских спектрометров. Сигналы от этих детекторов выводились на экран пятилучевого осциллографа. Изображения с экрана осциллографа регистрировались на пленку фотоаппаратом с электрическим управлением. После проявки пленка обрабатывалась на просмотровых столах. В ходе просмотра определялось как временное положение, так и форма сигналов со всех ФЭУ установки. Поскольку сейчас такую методику не встретишь, расскажем о ней чуть подробнее. Постановка опыта понятна из Рис. 1. Сигналы от всех детекторов смешивались и выводились на экран упомянутого осциллографа.
В каждом детекторе был импульсный полупроводниковый источник света наносекундной длительности.
На фотографиях далее — вид события при всех включенных источниках света. Из него понятно, в каком месте на экране осциллографа должны появляться сигналы от всех детекторов.
Номера 1, 4, 3, 2 на фотографии соответствуют счетчикам 5, 4, 3, 6 соответственно.
Следующая фотография — типичный случай обычного распада π+→μ++ν. И, наконец, искомые события бета-распада π+→π0+e++ν.
Набор статистики продолжался 500 часов. За это время через установку было пропущено 4∙1010 пионов.
После просмотра было отобрано 43 события бета-распада пиона с уровнем фона 9±3.
За экспериментальное открытие β-распада пиона Ю. Д. Прокошкин был награждён в 1965 г. Академией наук СССР золотой медалью И. В. Курчатова.
Для понимания особенностей работы физиков, создающих экспериментальные установки в то время (~ 65 лет тому назад), нужно вспомнить состояние и военную направленность экономики СССР. Поэтому практически все узлы установок (включая детекторы, блоки электроники и даже высокочастотные разъемы для кабелей!) производились непосредственно в ЛЯП силами инженеров и рабочих.
ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА СИНХРОТРОНЕ ЛЯП 1964-1970 гг.
После перехода Ю. Д. Прокошкина в ИФВЭ оставшуюся в ЛЯП группу в 1964 г. возглавил 31-летний Валентин Иванович Петрухин.
В группу в течение 1964-69 гг. вошли: Давид Михайлович Хазинс (физик, 27 лет, позднее перешедший в сектор Л. Л. Неменова, уехал в США), Зенон Цисек (инженер-электронщик, ~30 лет, Польша), Николай Николаевич Хованский (инженер-электронщик, ~30 лет), Зиновий Владимирович Крумштейн (физик, 25 лет), Анатолий Иванович Ронжин (физик, 24 года, позднее перешёл в ИФВЭ, уехал в США), Георгий Александрович Шелков (физик, 24 года), Татьяна Александровна Агудина-Молоканова (радиомонтажница, ~20 лет), Нина Николаевна Хованская (радиомонтажница, ~30 лет).
Стратегия работы группы осталась традиционной для ЛЯП раннего периода — группы сначала разрабатывали методику и детекторы для её воплощения и после этого приступали к решению физических задач, для которых она была адекватной.
Первой методикой, освоенной группой, стала времяпролетная методика. Созданный на базе сцинтилляционных счетчиков и разработанный в группе электроники спектрометр по времени пролета имел рекордное для тех лет временное разрешение (2τ1/2 = 0,44 нс). Первым экспериментом, выполненным на пучке ускорителя ЛЯП, стал эксперимент по сравнению времен жизни π+ и π--мезонов. Полученный результат показал, что разность времен жизни τ+ / τ- - 1 = (0,14 ± 0,29)%, что на момент опубликования статьи было в 1,6 раза лучше имеющихся мировых данных.
Следующими работами были эксперименты по измерению спектра дейтронов, испускаемых при взаимодействии протонов с энергией 670 МэВ с рядом ядер от дейтерия до свинца. Эти исследования являлись фактически продолжением на более высоком уровне эксперимента, выполненного в 1957 г. в ЛЯП группой М. Г. Мещерякова и Л. С. Ажгирея, в котором были обнаружены (и зарегистрированы как открытие) «прямые ядерные реакции». Было показано, что при бомбардировке ядер протонами образуются высокоэнергичные дейтроны, кинематически соответствующие процессу упругого рассеяния протонов на квазидейтронных группах внутри ядра. Это было еще одним подтверждением того, что ядро — это не упаковка с определенным числом протонов и нейтронов, а сложная динамическая система, в которой, в частности, с заметной вероятностью появляются связанные состояния протона с нейтроном — дейтрон и другие более сложные «ядра». В этих работах активно участвовал, а в 1975 г. по этим материалам защитил кандидатскую диссертацию З. В. Крумштейн.
Еще одним активно развивавшимся направлением исследований, по результатам которого В. И. Петрухин защитил кандидатскую и докторскую диссертации, было сначала открытие, а затем и детальное изучение эффекта образования на водороде π-мезоатомов в результате торможения и остановки в водороде отрицательных π--мезонов. Как можно выделять такие случаи? Свободный π--мезон распадается на отрицательный мюон и мюонное антинейтрино π- → μ- + ν с временем жизни ~26 нс. Но если π--мезон останавливается и захватывается на уровень атома водорода, то с большой вероятностью происходит реакция с образованием нейтрального π0-мезона, который тут же распадается на два гамма-кванта с энергией ~ 70 мэВ каждый: π- + p → n + π0 → 2γ.
По этому очень характерному признаку (2γ) такой процесс надежно идентифицируется. Это позволяет исследовать своеобразие мезоатомных и мезомолекулярных процессов в различных водородосодержащих веществах.
ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА УСКОРИТЕЛЕ У-70
ИФВЭ, г. Протвино
1968—1985
В 1963 г. было принято решение о строительстве недалеко от Серпухова (Протвино) ускорителя протонов У-70. Максимальная энергия пучка протонов достигала энергии 70 ГэВ. Ускоритель был запущен через 4 (необыкновенно быстро!) года в 1967 г. и в течение 5 лет был крупнейшем в мире. Основную часть ученых нового института – Института физики высоких энергий (ИФВЭ), составили выходцы из ОИЯИ. Проведение экспериментов на новом ускорителе стало одной из основных задач и в ОИЯИ. Наша группа подготовила проект эксперимента по поиску антитрития и более тяжелых новых частиц и антиядер. Это был совместный проект с группой переехавшего в Протвино Владимира Ивановича Рыкалина.
Проект был утверждён на ученом совете ИФВЭ в 1970 году.
В научных программах всех вводившихся новых ускорителей всегда присутствовали аналогичные поисковые эксперименты. К моменту запуска У-70 было открыто много антипартнеров известных элементарных частиц, но только одно антиядро – антидейтрон, представляющий собой систему из связанных антипротона и антинейтрона. Тем самым подтверждалось естественное ожидание, что и в мире античастиц возникают антиядра – аналоги ядер, присутствующих в нашем мире. Энергии У-70 было достаточно для образования более тяжелых антиядер – прежде всего антитрития и антигелия. Открытие этих антиядер подтвердило бы симметрию по отношению к нашему миру антимира и, в частности, существование в природе связанных состояний, включающих два антинейтрона – антитритий и два антипротона – антигелий.
Эксперимент по поиску антигелия одновременно с нами провела группа ИФВЭ под руководством Ю. Д. Прокошкина.
С методической точки зрения требования в этих двух на первый взгляд похожих экспериментах существенно отличались. Заряд ядер антитрития — минус единица — такой же, как и у всех остальных частиц в выведенном пучке отрицательных частиц заданного импульса, образовавшихся на внутренней мишени У-70. Поэтому для идентификации ядер антитрития можно было использовать только один отличающий его от других частиц пучка признак — различие в скоростях при фиксированном импульсе, в то время как для идентификации ядер антигелия, имеющих заряд минус два, появляется еще один важный для идентификации признак — заряд ядра антигелия равный минус двум. Ионизационные потери заряженных частиц пропорциональны квадрату их заряда. Таким образом, ионизационные потери ядер антигелия будут в четыре раза больше, чем ионизационные потери всех остальных известных отрицательно заряженных частиц пучка ( е-, π-, Κ-, d-). На первый взгляд, поиск ядер антитрития — весьма простой по постановке эксперимент: в составе вторичного пучка отрицательных частиц определенного импульса, рождавшихся на внутренней мишени У-70, необходимо было идентифицировать отрицательно заряженные ядра от антитрития и выше. И детекторы, с помощью которых это можно делать, тоже понятны, — газовые пороговые черенковские счетчики для подавления легких частиц и времяпролетный спектрометр, а также дифференциальные черенковские счетчики для идентификации ядер антитрития.
С экспериментальной точки зрения это была совсем не простая задача. Ведь единственный признак, отличающий антитритий, — это отличие в третьем знаке его скорости от скорости света. Кроме того, вероятность образования ядра антитрития ожидалась на 11 порядков меньше вероятности образования более легких отрицательно заряженных частиц ( π-, κ-, p- и d-). Для надежного подавления такого «фона» пришлось настроить один из четырех газовых пороговых черенковских счетчиков на подавление антидейтронов, образующихся в миллион раз чаще, чем антитритий. Появление такой необходимости — забавный факт. Это наглядный пример высокой скорости развития физики частиц. Не так давно (в 1965 г.) наблюдение антидейтрона стало заметным событием в физике частиц, а в этом эксперименте пришлось уже подавлять антидейтроны как фоновые. Экспериментальная установка была создана за два года и, к 1973 году эксперимент успешно завершился открытием антитрития.
Для достижения требуемого уровня подавления необходимо было последовательно выполнить три условия: а) создать эффективный монитор пучка, в котором примесь случайных совпадений была бы существенно меньше ожидаемой доли антитрития в пучке; б) надежно подавить случаи пролета через канал более легких, чем антитритий, частиц; в) создать систему надежной идентификации случаев пролета через канал тяжелых (M ≥ 3mp) частиц и антиядер. Эксперимент проводился на специально созданном на У-70 канале вторичных отрицательных частиц с импульсом 25 ГэВ/с. Для создания «чистого» монитора пучка вдоль всего 100-метрового канала было установлено семь сцинтилляционных счетчиков. Для подавления фона от легких частиц (включая антидейтроны) использовалось четыре газовых пороговых черенковских счетчика. Для идентификации тяжелых ядер — сцинтилляционный спектрометр по времени пролета, многоканальный и дифференциальный газовые черенковские детекторы.
Все электронные блоки: формирователи сигналов с ФЭУ, схемы совпадений, амплитудно-цифровые преобразователи (АЦП) для измерения амплитуды сигналов, время-амплитудные преобразователи (ВАП) для измерения времени пролета, кабельные регулируемые задержки — были изготовлены в нашем секторе. Всего по разработкам радиоинженеров Зенона Цисека и Марека Шавловского (ПНР), силами радиомонтажниц Татьяны Александровны Агудиной (затем Молокановой) и Нины Николаевны Хованской и радиотехника (в то время) Николая Николаевича Хованского было собрано свыше 50 оригинальных транзисторных электронных блоков, которые успешно проработали в этом и последующем эксперименте (РИСК) в ИФВЭ в течение 10 лет. Кроме того, это был один из первых экспериментов в ОИЯИ и точно первый в ЛЯП, который накапливал и оперативно обрабатывал данные, поступавшие от всех детекторов установки в ЭВМ БЭСМ-3М (online experiment). В это время в наш сектор пришли Ю. П. Мереков, Л. С. Вертоградов, И. Ф. Саменкова и Я. В. Гришкевич.
Начиная с этого времени, в наш сектор начинают приезжать специалисты из стран-участниц ОИЯИ. Из ПНР — электронные инженеры-разработчики: уже упоминавшийся Зенон Цисек и Марек Шавловский; из ГДР (Цойтен) — физики Рудольф Ляйсте, Дитрих Позе, Йост Шюлер и Герд Кемниц.
По материалам эксперимента по поиску антитрития и новых тяжелых частиц были защищены две кандидатские диссертации: Г. А. Шелков (антитритий) в 1974 г. и Ю. П. Мереков (тяжелые частицы) в 1975 г.
Установка РИСК
Создание и проведение экспериментов на 5-метровом магнитном спектрометре на основе стримерной камеры
1970-1990
В начале 60-х гг. годов две советские группы: в Институте физики АН Грузии в Тбилиси под руководством Георгия Чиковани и в МИФИ под руководством Бориса Анатольевича Долгошеина, — одновременно показали возможность развития детектора 2D (искровой камеры) — в координатный детектор 3D (стримерную камеру). За эту работу авторы в 1970 г. получили Ленинскую премию.
Идею понять не так трудно. Искра под действием электрического поля в межэлектродном объеме искровой камеры начинает формироваться из центра ионизации, созданного пролетающей частицей. Если быстро (за время сравнимое со временем развития искры) убрать высокое напряжение, то вместо искры от электрода до электрода, как в искровой камере, вокруг центра ионизации образуется светящийся стример (начальная фаза развития искры), длина которого определяется длительностью высоковольтного импульса. Возникшую в стримерной камере цепочку светящихся точек вдоль трека заряженной частицы фиксируют, например, на фотопленке. В теории задача кажется вполне понятной. На практике создать стримерный режим в газовом детекторе — технически очень сложная задача. Сложная, прежде всего, из-за требований к высоковольтной системе.
Для возникновения стримера необходимо создать в объеме камеры очень высокую напряженность электрического поля — до 30 кВ/см. Скорость движения фронта стримера в таком поле составляет ~106 м/сек (1 мм/нсек). Таким образом, для работы стримерной камеры с размером рабочего зазора 20 см необходимо создать высоковольтную систему, способную подать на электроды камеры импульс амплитудой до 600 кВ и длительностью десятки наносекунд. Магнитный спектрометр РИСК на базе пятиметровой стримерной камеры начал создаваться с 1970 г. и был запущен в ИФВЭ в 1978 г. За это время были разработаны конструкции всех основных узлов, изготовлены и исследованы действующие модели. В 105 корпусе ЛЯП была произведена пробная сборка и запуск всего комплекса стримерной камеры до отправки её в Протвино. Спектрометр РИСК успешно проработал 6 лет (всего!) на пучке У-70. РИСК — это сокращение от релятивистской ионизационной стримерной камеры. Название эпатирующее, и в этом была одна из его задач, но в тоже время отражало основные особенности созданного спектрометра, в котором стримерная камера помещалась в магнитное поле и запускалась сигналом от триггерной системы.
Спектрометр РИСК проработал на пучке с 1978 по 1984 гг., что крайне мало для такой сложной установки с хорошей перспективой развития в безфильмовый прибор. Полученные за этот период результаты были опубликованы в двух десятках журнальных статей.
В 1984 году РИСК был разобран и на его место вернулся методически устаревший (разработки ~1960 года) спектрометр МИС, регистрирующий на фотопленку треки в 50 искровых оптических камерах. Немалую роль в этом сыграла, по-видимому, гражданская позиция руководителя проекта В. И. Петрухина. Его «преступление» состояло в том, что он находил, хранил и давал читать друзьям «запрещенную» литературу и открыто общался с московскими диссидентами. Подробности можно найти в опубликованных мемуарах высланного из СССР (и позже вернувшегося) писателя Владимира Войновича. Запомнилась формулировка в характеристике партбюро ЛЯП на В. И. Петрухина — «активно пассивен».
CERN, DELPHI и ATLAS. Сотрудничество
В начале 1980-х гг. в CERN был предложен проект нового электрон-позитронного коллайдера — LEP. Осенью 1983 г. началось строительство ускорителя и четырех детекторов для проведения исследований на пучке LEP. Железный занавес стал медленно подниматься, что позволило физикам из СССР принять участие в создании детектора DELPHI (DEtector with Lepton Photon and Hadron Identification). Физики из ИФВЭ (Протвино) и ОИЯИ взялись за создание адронного калориметра. Группа ИФВЭ отвечала за изготовление на Ижорском заводе (Ленинград) 24-х железных секторов, а группа ОИЯИ отвечала за производство газовых детекторов, которыми заполнялись щели в секторах.
В CERN проходила окончательная сборка и проверка сначала чувствительных детектирующих плоскостей из отдельных детекторов, изготовленных в ОИЯИ, а затем установка проверенных плоскостей в щели привезенных из Ленинграда секторов адронного калориметра. В соответствии с обязательствами перед CERN группа ЛВЭ ОИЯИ должна была организовать в ОИЯИ участок для сборки из компонент отдельных детекторов на оборудовании, которое, как и компоненты, поставлялось из Италии. Группа ЛЯП ОИЯИ взялась за разработку методики и проведение проверки работоспособности всех 10 тысяч детекторов. В то время участие в DELPHI было главной и практически единственной крупномасштабной задачей ОИЯИ в международном проекте. Для проведения перечисленных работ в здании основного цеха опытного производства ОИЯИ был организован участок сборки и тестирования детекторов для адронного калориметра DELPHI. Команду ОИЯИ сформировали из секторов Э. М. Цыганова (ЛВЭ) и Г. В. Мицельмахера (ЛЯП). В 90-е гг. оба руководителя переехали в США.
К этому времени стало понятно, что новых ускорителей в СССР строить не будут и надо ориентироваться на сотрудничество с западными центрами. Перед группой (работы по тематике РИСК выполняли тогда два сектора: В. И. Петрухина и Яна Бэма, физика из ЧССР) стоял выбор: объединиться с сектором Г. В. Мицельмахера, ориентировавшегося на CERN, или с сектором Ю. А. Будагова, устанавливавшим связи с Fermilab (США). В итоге нами был выбран первый вариант (CERN), и в ЛЯП появился новый Научно-экспериментальный отдел встречных пучков (НЭОВП) (приказ Н. Н. Боголюбова по ОИЯИ № 833 от 12.12.1986 г. «О создании научно-экспериментального отдела встречных пучков»). Начальником НЭОВП стал Г. В. Мицельмахер.
1 июля 1991 г. начальником НЭОВП стал я.
В сентябре 1990 г. для учебы по индивидуальным планам и подготовки дипломов приехали 20 студентов ФОПФ МФТИ. В 1993 г. был первый выпуск из которого 6 человек стали работать в ЛЯП. 12 июля 1993 г. ректор МФТИ Н. В. Карлов по предложению вице-директора ОИЯИ А. Н. Сисакяна подписал приказ об организации на ФОПФ МФТИ базовой кафедры ОИЯИ «Физика взаимодействия частиц высоких энергий». Выпускники И. Р. Бойко и М. Ю. Николенко стали активными участниками групп обработки данных DELPHI в CERN и через некоторое время защитили кандидатские диссертации. В 1991 г. в НЭОВП пришли Т. О. Руденко и Ю. Е. Павлов.
LHC И УЧАСТИЕ В СОЗДАНИИ ДРЕЙФОВЫХ КАМЕР для мюонной системы установки ATLAS 1992-2005
Идея проекта Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC) родилась в 1984 г. и была официально одобрена десятью годами позже. Строительство началось в 2001 г. после окончания работы предыдущего ускорителя — электрон-позитронного коллайдера (Large Electron—Positron Collider, LEP). 27 апреля 2007 г. в туннеле LEP был установлен последний сверхпроводящий магнит. 30 марта 2010 г. в LHC было осуществлено столкновение протонов с энергией 3,5 ТэВ, и была достигнута энергия столкновений 7 ТэВ.
Коллаборация ATLAS была создана в 1992 г., когда два экспериментальных проекта для программы исследований на LHC: EAGLE (Experiment for Accurate Gamma, Lepton and Energy Measurements), возглавляемый Peter Jenny, и ASCOT (Apparatus with Super COnducting Toroids), возглавляемый Friedrich Dydak, — по «рекомендации» дирекции CERN объединили усилия и начали проектировать единый детектор общего назначения ATLAS. Дизайн нового аппарата базировался на основе наработок обеих коллабораций, а также опыта команд, пришедших из проекта коллайдера SSC в США, закрытого в 1993 г. Проект ATLAS был официально одобрен руководством CERN в 1995 г. За время, прошедшее с момента создания коллаборации, все новые и новые группы физиков из разных университетов и стран присоединяются к коллаборации. В настоящее время коллаборация ATLAS — одно из самых больших официальных сообществ физики элементарных частиц. Сборка детектора ATLAS в одной из шахт LHC в CERN началась в 2003 г.
Еще в рамках проекта ASCOT в ходе обсуждения оптимального варианта детекторов для мюонной системы Г. Д. Алексеев из нашего отдела, находившийся в то время в длительной командировке в CERN, предложил использовать в качестве координатных детекторов этой системы дрейфовые трубки с повышенным давлением рабочего газа. Повышение давления рабочего газа в дрейфовом детекторе повышает его координатное разрешение.
Чтобы убедить коллег, надо было в кратчайшее время продемонстрировать, что такой вариант отвечает требованиям ASCOT. Наша группа в Дубне оперативно собрала из алюминиевых трубок небольшой прототип из 7 дрейфовых детекторов и сначала на пучке в ЛВЭ, а затем на пучке в CERN продемонстрировала все достоинства предлагаемого варианта. Это было настолько убедительно, что коллаборация приняла этот вариант в качестве основного при создании координатных детекторов мюонной системы и ATLAS.
После завершения периода выбора решений началась фаза создания ATLASа. Всего в коллаборации надо было изготовить 1200 мюонных камер различной геометрии из ~400000 отдельных дрейфовых трубок. Обязательства ОИЯИ включали изготовление ~65000 отдельных дрейфовых детекторов для своих 84 мюонных BMS и BMF камер и камер, собиравшихся в MPI в Мюнхене. Для организации участка, действующего по сей день, нам было передано помещение, в котором в прежние времена работала лучшая советская ЭВМ БЭСМ-6. При переоборудовании зала огромную роль сыграл Георгий Дмитриевич Столетов, который в составе группы Л. С. Ажгирея перешел в 1993 г. из ЛВТА в наш отдел.
Продолжалось возникшее еще в проекте РИСК тесное сотрудничество с грузинскими коллегами. В 1995 г. к нам приехал Эдишер Цхададзе, ставший позже одним из основных организаторов работ по сборке мюонных камер, а в 1997 г. — Лексо Гонгадзе, который на следующем этапе модернизации ATLAS стал руководителем работ по изготовлению в том же, но существенно развитом участке сборки и проверки микромегас-камер.
В 1998 г. в наш отдел из ЛТФ перешла группа теоретиков, специализировавшаяся на проведении прецизионных расчетов вклада радиационных поправок в экспериментально измеряемые величины. Лидерами группы были Д. Ю. Бардин и Л. В. Калиновская. Хочется напомнить про очень важный, хотя и не вполне научный вклад в успех всей этой деятельности секретаря отдела Татьяны Александровны Молокановой, ставшей и «воспитательницей», и «хранительницей очага» для прибывавшей в отдел молодежи. В тот период в отдел пришло много молодежи: М. И. Госткин (1998), Д. В. Харченко (1999), А. С. Жемчугов и М. Шиякова (2001), А. В. Гуськов и К. В. Николаев (2003), М. А. Демичев (2004), Л. А. Румянцев, Р. Р. Садыков и А. Л. Елагин (2005).
Несмотря на то, что и технология, и ряд важных устройств — прежде всего автомат для сборки дрейфовых трубок, сконструированный и поставленный NIKHEF (Амстердам), и прибор для контроля центровки сигнальных проволочек в дрейфовых трубках методами рентгенографии, изготовленный в MPI (Мюнхен) — были привнесены извне, наша группа внесла заметный творческий вклад в этот проект.
Это система для быстрой и высокочувствительной проверки герметичности изготовленных трубок. Основной элемент системы — гелиевый масс-спектрометр. Сложность системы возникала из-за очень высоких требований ATLAS к уровню предельной течи отдельной трубки < 10-8 бар.л/с. Производительность стенда проверки, изготовленного в Румынии, была не менее 100 детекторов в день, что обеспечивало бесперебойную проверку собранных за день детекторов.
Во время исследования характеристик дрейфовых трубок был открыт неизвестный ранее, но принципиальный эффект, накладывающий ограничение на координатное разрешение любых дрейфовых детекторов: вибрация сигнальных нитей проволочных детекторов под действием излучения. Авторами работы 1995 года были И. Р. Бойко, В. И. Додонов, М. А. Игнатенко, М. Ю. Николенко и Г. А. Шелков. То, что описание этого эффекта вошло в книгу "Particle Detection with Drift Chambers" (W. Blum, W. Riegler, L. Rolandi. — Berlin Springer, 2008 г.) подтверждает фундаментальность этого нового эффекта.
Важную роль в развитии отдела сыграло выросшее из сотрудничества с группой MPI Мюнхен сначала знакомство, а затем и совместная работа с одним из ведущих физиков CERN, руководителем протоколлаборации ASCOT и затем соруководителем коллаборации ATLAS Фридрихом Дидаком (Friedrich Dydak). Фридрих в то время был еще избран директором MPI в Мюнхене, а с 1993 по 2001 г. был членом первого Ученого совета ОИЯИ, созданного с участием иностранных ученых.
Он был инициатором эксперимента HARP в CERN и очень оригинального нейтринного эксперимента на пучке нейтрино из CERN. Пучок предлагалось направить в земле мимо известной лаборатории в Gran Sasso через всю Италию в залив Террано в водах которого предлагалось установить нейтринный детектор. Совместное и весьма непростое участие нашей группы в этих работах много дало всем нам, но особенно нашим молодым коллегам. По материалам эксперимента HARP в 2011 г. А. С. Жемчуговым была защищена кандидатская диссертация.
История Научно-экспериментального отдела встречных пучков ЛЯП ОИЯИ
Ведущий научный сотрудник
Научно-экспериментального отдела встречных пучков
Георгий Александрович Шелков
75-летие ЛЯП
