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. Смысл слов «релятивистская ионизационная» разберем позже.
Основные узлы спектрометра РИСК:
За время работы на пучке отрицательно заряженных частиц с импульсом 40 ГэВ/с в ИФВЭ было выполнено три эксперимента, для каждого из которых были реализованы соответствующие триггерные системы для отбора исследуемых событий:
Чем объяснялся интерес к использованию в экспериментах стримерных камер? Во-первых, это были первые управляемые трековые детекторы большого объема, приходившие, как тогда казалось, на смену неуправляемым пузырьковым камерам. Использование систем предварительного отбора редких событий с последующей их регистрацией в стримерной камере позволяло продвинуться в область эксклюзивного исследования более редких событий.
Кроме этого, в работах группы Б. А. Долгошеина была показана принципиально новая возможность СК — идентификация релятивистских заряженных частиц путем измерения их первичной ионизации. Уместно в этом месте напомнить, что измерение «вслепую» полной ионизации включает измерение первичной ионизации, производимой, собственно, «первичной» частицей, и дополнительных ионизационных потерь, образованных энергичными дельта-электронами. В результате у исходного симметричного «Гауссового» распределения потерь энергии на ионизацию среды появляется «хвост Ландау», что делает невозможным надежную идентификацию частиц в области релятивистского роста ионизационных потерь заряженных частиц. На снимках стримерной камеры появляется возможность идентифицировать и отбрасывать треки от упомянутых дельта-электронов, которые выглядят как вторичные треки, вылетающие под углом к треку первичной частицы, или как яркие блобы.
Необходимо подчеркнуть, что предыдущий опыт группы пригодился только при создании трех упомянутых триггерных систем. Все остальные из перечисленных систем были сконструированы, изготовлены и запущены силами участников проекта РИСК. Причем в большинстве случаев это не было копированием уже имеющихся образцов. Почти каждый узел содержал новые или, как минимум, оригинальные решения:
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».