ОИЯИ - 50: страницы истории науки

Последний месяц 2004 года был отмечен в Лаборатории ядерных проблем тематической выставкой "Метод ядерной фотоэмульсии. 20 лет мезооптике в ЛЯП", организованной по инициативе профессора Ю.А.Батусова и доктора физико-математических наук Л.М.Сороко при поддержке дирекции лаборатории. На стендах и плакатах были представлены несколько разделов - предыстория, первые шаги, эпоха фундаментальных исследований, а также настоящее и будущее нестареющего метода.

Первое упоминание о действии света на соли серебра принадлежит немецкому физику Шульце, он в своем дневнике образно написал: "Свет породил темноту". Основателями метода считаются Дагер, Тальбот и Меддокс, чьи работы в этой области приходятся на середину 19-го века. С 1920 года началось применение фотоэмульсионных методов в научных исследованиях и промышленности. Метод развивался и набирал силу, открывая все большие возможности для исследователей. В 1947 году с помощью фотометода С.Пауэллом совместно с Ч.Латтесом, Дж.Оккиалини был открыт -мезон (Нобелевская премия 1950 года).

Советскими учеными метод стал активно использоваться с конца сороковых годов. В 1947-1950 гг. М.Г.Мещеряков провел исследования по взаимодействию дейтронов и -частиц, ускоренных до энергии 15,4 и 26,4 МэВ, с ядрами вещества на циклотроне Лаборатории N2 АН СССР. В ОИЯИ метод фотоэмульсионных камер был применен В.М.Сидоровым, М.И.Трухиным и Ю.А.Батусовым для исследования процессов образования мезонов +-мезонами с энергией 280 МэВ на ядрах в фотоэмульсии. Впервые следы заряженных частиц прослеживались из одного фотоэмульсионного слоя в другой. До сих пор в научной литературе ссылаются на результаты фундаментальных исследований, проводившихся в Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ в 1957-1970 годах по взаимодействию + и --мезонов с протонами и ядрами в интервале энергий 200-300 Мэв. Экспериментальные данные, полученные группой ученых (Ю.А.Батусов, С.А.Бунятов, В.М.Сидоров, В.А.Ярба) были признаны как открытие "нового явления - двойной перезарядки -мезонов".

В 60-е годы интерес к методу со стороны ученых был велик, один успех шел за другим.

В 1965 году при помощи фотоэмольсии было обнаружено явление образования и -распада нуклон-стабильного сверхтяжелого ядра гелия-8. Процессы поиска ядерностабильных многонейтронных систем и необычных тяжелых изотопов водорода послужили отправной точкой для новых поисков таких экзотических ядер. И в 1966-1988 годах был проведен большой цикл исследований процессов захвата - и -мезонов ядрами. Впервые были детально изучены реакции поглощения мезонов с образованием в конечном состоянии ядер 8Не, 8Li, 8В. Показано, что в такого сорта процессах важным механизмом является захват мезонов на многонуклонных кластерах в легких ядрах.

1975-1986 годы были отмечены первыми экспериментами и впечатляющими результатами по поиску очарованных "супер-ядер", которые содержат в своем составе легчайший очарованный барион +c. Эти исследования открыли новое направление в изучении процессов взаимодействия очарованных частиц с нуклоном в ядрах. В последующие годы при помощи метода фотоэмульсии были получены результаты, занесенные в таблицы PARTICAL DATA GROUP. Эти исследования были проведены совместно учеными ИТЭФ, ИФВЭ, ОИЯИ по обнаружению и регистрации взаимодействия мюонных нейтрино в ядерной фотоэмульсии, а также распада очарованного нейтрального сигма-бариона. Были определены относительные выходы очарованных частиц в нейтринных взаимодействиях и дана оценка параметров - осциляций.

Учеными ОИЯИ: Ю.А.Батусовым, С.А.Бунятовым, Д.Б.Понтекорво, А.М.Рождественским, М.Г.Сапожниковым, В.И.Третьяком и группой итальянских ученых во главе с Г.Пираджино был проведен при помощи фотоэмульсий анализ процессов взаимодействия медленных антипротонов с ядрами. Обнаружены принципиально новые эффекты - сильная изоспиновая зависимость амплитуды аннигиляции в высших парциальных волнах, существенное подавление процесса развала ядра антипротонами, большой выход лямбда-гиперонов даже при аннигиляциях антипротонов малой энергии. Впервые обнаружен выход легких гиперфрагментов из легких и тяжелых ядер в фотоэмульсии. И это далеко не полный перечень работ, проведенных учеными при помощи фотоэмульсий.

Прошедшая выставка посвящалась работам, выполненным в ЛЯП ОИЯИ. Мезооптика в ЛЯП была создана по просьбе физиков для исследования свойств нейтрино методами ядерной фотоэмульсии. В 1987 году впервые в истории аксиконов (оптический элемент с конической поверхностью) и мезооптики был изготовлен мезооптический Фурье-микроскоп для селективного наблюдения прямых следов частиц с малым углом погружения. В 1999 году был создан конфокальный темнопольный сканирующий микроскоп для вертикальных следов частиц в ядерной фотоэмульсии. Этот микроскоп обладал всеми требуемыми характеристиками. На одном из стендов был представлен один из вариантов конфокального сканера, позволяющего получить на выходе одномерный сигнал без помощи компьютера.

Выставка, развернутая в ЛЯП, вызвала большой интерес, посетили ее и коллеги из Москвы. Ученый секретарь ФИАН Н.Г.Полухина записала в Книге отзывов: "Большое спасибо за организацию интересной и необычной выставки. Поражают обилие идей, творческой активности, грандиозность замыслов".

Надежда Кавалерова