В НИЯУ МИФИ прошла сессия международного семинара Advanced Accelerator & Radiation Physics

С 22 июня по 1 июля в университете прошла очередная сессия международного семинара Advanced Accelerator & Radiation Physics (AARP), посвящённого различным вопросам радиационной физики, применения излучения, пучков нейтральных и заряженных частиц в медицине и задачам анализа структуры и свойств вещества от его физико-химических свойств до проблем высокотемпературной сверхпроводимости.

Международный семинар AARP, организуемый профессором С.Дабаговым, был задуман как научный форум, на который выносятся самые свежие идеи и результаты по актуальным проблемам физики и который не привязан к конкретному месту, разные сессии могут проводиться в различных научных и образовательных центрах без границ, как и должно быть в научном мире. Он выгодно отличается от других мероприятий (таких как конференции и школы) своим форматом, который позволяет не просто заслушать в кратком изложении некоторый материал по научным исследованиям с довольно ограниченным временем для коротких вопросов.

Каждый семинар AARP – это цикл полноценных лекций по разным исследованиям в рамках какой-либо объединяющей тематики, сопровождающийся широким обсуждением как представленных результатов, так и в целом всей проблемы, которой посвящена конкретная лекция. Семинары проводятся регулярно начиная с 2011, когда первая сессия была успешно организована в нашем университете. За ней последовали сессии в разных городах и центрах Европы, в Москве (МИФИ), во Фраскати (LNF INFN), в Женеве (CERN), в Майкопе (ASU), в Кадараш (ITER), в Неаполе (IM CNR). И вот снова семинар встречает своих лекторов в стенах родного университета.

Преподаватели и учёные, аспиранты и студенты нашего университета имели уникальную возможность услышать из первых уст новости различных областей фундаментальной и прикладной физики, напрямую задать вопросы заинтересовавшим их докладчикам, а также самим представить результаты своих исследований в рамках семинара и обсудить проблемы в формате "круглого стола".

Докладчиками на семинаре стали не только российские учёные, но и гости из Италии: учёные из Национальных лабораторий Фраскати (LNF INFN) Грациано Венанцони и Августо Марчелли, директор Римского международного центра материаловедения (RICMAAS) Антонио Бьянкони, ведущий исследователь итальянского Агенства новых технологий, энергетики и устойчивого экономического развития (ENEA) Роберто Амендола, учёный из Института строения вещества (CNR ISM) Марчелло Корено и исследователь из римского университета Sapienza Анжело Скьяви.

Грациано Венанцони рассказал о подготовке к проекту "g-2" по измерению аномального магнитного момента мюона, подготовка к которому идёт в Фермилабе. Этот эксперимент важен для фундаментальной физики элементарных частиц, поскольку позволит существенно уменьшить расхождение экспериментальных данных и предсказаний Стандартной модели, и вовлекает в себя много практических вопросов, в том числе связанных с детекторами излучения заряженных частиц, и распространения излучения в веществе. Доктор Венанцони не только представил подробный доклад по основной идее проекта, истории проблемы и конкретной схеме эксперимента, но и в режиме "круглого стола" обсудил с исследователями из МИФИ актуальные проблемы и возможные пути их решения. Участие в проекте профессора НИЯУ МИФИ С.Дабагова позволяет надеяться, что молодые исследователи нашего университета подключатся к выполнению исследований в рамках проекта. В частности, по итогам семинара было достигнуто соглашение на обмен визитами молодых российских и итальянских физиков, что должно способствовать развитию компьютерных методов анализа процессов распространения как пучков заряженных частиц, так и сопутствующего излучения в детекторах, используемых в эксперименте.

Доклад директора Римского международного центра материаловедения (RICMAAS) Антонио Бьянкони был посвящен работе по моделированию процесса формирования высокотемпературной сверхпроводимости в условиях сверхвысоких давлений. Недавно группой ученых RICMAAS было показано, что различные параметры, ответственные за структурные изменения в веществе, а именно переход к определенной упорядоченности, могут быть описаны как формирование строго фиксированной геометрической решетки при высоких давлениях. Это совершенно новый взгляд на образование структур с высокотемпературной сверхпроводимостью, который привлекает внимание физиков все больше и больше. Это ещё связано и с тем фактом, что явления, описываемые развитой теорией, получили недавно экспериментальное подтверждение. Интересно заметить, что как раз в день его выступления в МИФИ на сайте nature.com была выложена заметка, упоминающая работу профессора Бьянкони в этой области. Заметку и сейчас можно найти по ссылке.

Ведущий исследователь Агенства ENEA Роберто Амендола принимает участие в междисциплинарном исследовании влияния слабого, но продолжительного ионизирующего излучения на живой организм, необходимом для оценки негативного побочного действия на ткани лучевой терапии, разработки мер противодействия вредному влиянию излучения на работников, подверженных постоянному облучению малыми дозами (от врачей-онкологов до работников предприятий ядерной промышленности и космонавтов). Его доклад был интересен не только с точки зрения медицинской физики, но и описанием подхода, который требуется для исследования сложных систем, ведь в этом случае необходимо учесть, что изменить мало один из параметров, не повлияв на систему в целом, практически невозможно. И это лишь один пример сложностей таких междисциплинарных проектов.

Марчелло Корено рассказал о современных источниках излучения и их применении для исследования физико-химических свойств сложных молекул. Постоянное совершенствование источников электромагнитного излучения (увеличение скважности, интенсивности и энергии кванта излучения) позволяет наблюдать за всё более тонкими процессами, протекающими на уровне электронных оболочек молекул различных веществ. Проводимые на самых современных установках такие исследования требуют знания и решения проблем как в области физ.химии, так и в области ускорительной техники. Будучи одним из ответственных новой исследовательской линии на синхротроне Элеттра в Триесте (Италия), д-р Корено пригласил исследователей из МИФИ подавать заявки на использование экспериментальных установок Элеттры для проведения научных исследований.

Анжело Скьяви представил особенности и преимущества применения пучков заряженных частиц для лучевой терапии вместо рентгеновского излучения. Так, благодаря сложной зависимости поглощения таких частиц от глубины проникновения в организм, возможно локальное облучение конкретной зоны внутри тела со значительным уменьшением дозы облучения, получаемой мягкими тканями, находящимися между облучаемой зоной и источником. При этом само планирование необходимой дозы облучения не является тривиальной задачей и требует разработки новых методов расчёта как её значения, так и способа его доставки в организм пациента.

Учёный LNF INFN Августо Марчелли в своем докладе рассказал о методах анализа веществ, содержащихся в кернах антарктического льда, для определения содержания в различные периоды существования Земли тех или иных примесей в её атмосфере. Такие исследования, начатые давно, благодаря современным технологиям выходят на новый уровень: с одной стороны, становится возможным проведение анализов, недоступных ранее, например, определение количества частиц нано-масштаба в имеющихся образцах, с другой стороны, с полученными результатами можно сопоставить как никогда богатый материал наблюдения за атмосферой, климатом и здоровьем людей сегодня, а это, в свою очередь, позволяет не только заглянуть в прошлое нашей планеты, но и лучше понять настоящее, и предвидеть надвигающиеся проблемы.

О своих разработках и исследованиях на семинаре рассказали также учёные НИЯУ МИФИ. Профессор Н.Калашников представил доклад, посвящённый описанию процесса рассеяния стороннего электромагнитного излучения на частицах, каналированных в кристаллической мишени. Нужно заметить, что исследования каналирования заряженных частиц в кристаллах активнейшим образом ведутся в МИФИ, и университет традиционно участвует в организации международной конференции «Channeling: Charged & Neutral Particles Channeling Phenomena», посвящённой этому явлению и организуемой INFN в Италии.

Доцент С.Полозов рассказал о текущем состоянии разрабатываемого в нашем университете рентгеновского источника нового поколения, работа которого основана на эффекте каналирования заряженных частиц в кристаллических мишенях и управлении сгенерированным таким образом излучением с помощью поликапиллярной рентгеновской оптики. Это комплексная работа по моделированию всей системы со множеством параметров и разработке конкретного прибора, которая ведётся совместно со специалистами из Италии.

Выступление профессора НИЯУ МИФИ Л.Беграмбекова было посвящено защите активной зоны строящейся сегодня термоядерной установки ITER от вольфрамовой пыли, появляющейся в ходе эксплуатации. Были представлены результаты совместных с французскими физиками исследований, направленных на решение проблем радиационной устойчивости внутренних поверхностей разных блоков создаваемого нового ТОКАМАК реактора. Решение таких проблем требует вовлечения в исследования специалистов из различных областей физики и техники, что несомненно должно привести к рождению новых технических решений, а возможно, и новых физических идей по реализации устойчивых покрытий на микро- и наноуровнях.

Аспирант ФИАН Е. Фролов (научный руководитель проф. С.Б. Дабагов), рассказал об исследовании возможности захвата заряженных частиц потенциальными каналами, образованными особой конфигурацией лазерных пучков. Это – каналирование заряженных частиц в лазерных полях, довольно новая и перспективная тематика исследований, рассматривающих возможность создания периодической структуры, напоминающей кристаллическую решётку, в вакууме, вне вещества. Это позволит использовать каналирование в лазерных полях для охлаждения пучков заряженных частиц, манипуляции ими (например, отклонение и отражение) без негативных последствий, имеющих место ввиду взаимодействия частиц с кристаллом в случае обычного каналирования в мишени.

Важнейшим организационным результатом семинара стало планирование дальнейшей совместной научной деятельности. Ректор НИЯУ МИФИ М. Стриханов и директор Римского международного центра материаловедения А. Бьянкони подписали Меморандум о дальнейшем сотрудничестве в исследованиях высокотемпературной сверхпроводимости. Кроме того, были запланированы академические обмены для молодых исследователей из Италии и России, работающих по направлениям проекта "g-2". Также достигнута договоренность о проведении нескольких циклов лекций итальянских ученых для студентов и аспирантов нашего университета.