Факт и комментарий

На прошлой неделе представительная делегация дирекции ОИЯИ в составе В.Г.Кадышевского, Ц.Д.Вылова, А.В.Белушкина и П.Н.Боголюбова посетила научные центры Франции. Цель визита - участие в презентации экспериментального комплекса NEMO-3 в Моданской подземной лаборатории (LSM), а также посещение двух международных научных центров в Гренобле - Института Лауэ-Ланжевена (ILL) и Европейского центра синхротронных исследований (ESFR). Корреспондент нашей газеты Галина МЯЛКОВСКАЯ попросила участников делегации рассказать о впечатлениях и итогах поездки.

LSM - подземная лаборатория, которая находится на глубине 1700 метров в горном массиве недалеко от города Модана. Она была введена в действие в начале 80-х годов. Здесь были проведены первые эксперименты по измерению времени жизни протона. Затем LSM получила статус национальной лаборатории Франции, и сейчас ее деятельность финансируется Комиссариатом по атомной энергии (CEA) и Национальным институтом по физике ядра и физике частиц (IN2P3). В настоящее время комитет пользователей утвердил 6 экспериментов, в четырех из которых участвует ОИЯИ. Основными из них являются NEMO-3 и TGV - эксперименты по поиску двойного безнейтринного бета-распада.

До сих пор наиболее интересные результаты по поиску двойного безнейтринного бета-распада были получены с помощью сверхчистых детекторов из обогащенного германия-76 (он производится в достаточных количествах только в России). Накопленная за 10 лет статистика позволила оценить верхнюю границу массы майорановского электронного нейтрино на уровне 0,3-1,0 эВ. К сожалению, предел чувствительности этих экспериментов вышел на насыщение. Настало время создания экспериментальных установок нового поколения. К таким установкам относится трековый детектор NEMO-3, способный измерять не только суммарную энергию бета-бета-распада, но и все параметры процесса для интересных изотопов с общей массой до 10 кг. На первом этапе измерений с молибденом-100 в количестве 7 кг планируется достигнуть оценки на верхний предел массы нейтрино 0,1-0,4 эВ. В дальнейшем предполагается достигнуть рекордной чувствительности 0,1 эВ.

Трековый детектор NEMO-3 создан в рамках международной коллаборации Франция - ОИЯИ - Россия - США - Украина - Чехия - Финляндия. И, как сказал на церемонии руководитель коллаборации профессор Серж Жулиан, наш Институт внес решающий вклад в создание детектора и защиты для него.

Работа по созданию сцинтилляционного калориметра была начата в ЛЯП в 1994 году. За это время было переработано свыше 23000 кг исходных материалов и изготовлено более 2500 сцинтилляторов различных конфигураций и размеров. С этой целью была создана специальная технологическая линия. В связи с высокими требованиями к радиационному фону особое внимание уделялось очистке и обезвоживанию стирола, а также тщательному контролю количества и качества сцинтилляционных добавок. Весь процесс отбора, монтажа и настройки кристаллов был выполнен сотрудниками Лаборатории ядерных проблем под руководством старшего научного сотрудника О.И.Кочетова.

По мере реализации проекта возрастала и роль ОИЯИ в создании детектора. По заказу Национального института по физике ядра и физике частиц за счет средств Франции в ОП ОИЯИ были изготовлены все несущие конструкции и элементы защиты. В Дубне была создана и система съема информации со сцинтилляционного детектора и счетчиков Гейгера. Сотрудники ЛЯП разработали программы восстановления треков электронов и обработки результатов измерений.

Презентация установки NEMO-3 состоялась 12 июля 2002 г. Ранее, в апреле был произведен физический пуск, и уже первые результаты производят большое впечатление: за 100 часов работы были набраны 2600 событий двойного бета-распада (на установке NEMO-2 за два года экспозиции было набрано всего 1743 событий). На презентации установки присутствовали директора всех ведущих институтов Франции, а также делегации Японии, США, Италии, Чехии и др. Гости ознакомились с NEMO-3 и первыми полученными результатами, а также с дальнейшими перспективами исследований в LSM. Можно ожидать, что в ближайшие 2-3 года эта установка будет лидером в экспериментах по поиску двойного бета-распада. Однако дальнейший прогресс в изучении этого процесса специалисты связывают с созданием в ОИЯИ совместно с ГНЦ "Курчатовский институт" установки МЦЫРИ, с помощью которой можно будет изготовить килограммовые количества неодима-150 и с этими источниками достигнуть чувствительности к величине массы нейтрино 0,01 эВ.

Институт Лауэ-Ланжевена сегодня является самым передовым международным центром нейтронных исследований в мире. Его учредителями стали Франция, Германия и Великобритания. Сегодня на правах научных партнеров в работе Института участвуют также Испания, Италия, Россия, Швейцария и консорциум Австрия - Чехия. В штате ILL состоят 420 человек, включая 70 научных сотрудников и 20 аспирантов. Полный бюджет равен 53 миллионам евро и ежегодно исполняется с прибылью. По схеме управления ILL похож на ОИЯИ. Высшим органом ILL является Комитет Управляющих - аналог нашего Комитета Полномочных Представителей. Научная политика координируется Ученым советом и его подкомитетами - близкими аналогами программно-консультативных комитетов ОИЯИ.

Базовой установкой ILL является уникальный стационарный исследовательский реактор мощностью 58 МВт с потоком тепловых нейтронов 1,5·1015 нейтронов с квадратного сантиметра в секунду. Вокруг этого реактора расположен комплекс из 44 экспериментальных установок. Ежегодно на этих установках реализуется более 750 экспериментов, для проведения которых в ILL приезжают 1200 ученых из 33 стран мира.

В Институте Лауэ-Ланжевена делегация ОИЯИ была принята директором Колином Карлайлом, вице-директорами профессорами Кристианом Ветье и Вернером Прессом, административным директором доктором Норбертом Кенигом. Дирекция ILL неоднократно подчеркивала важность и плодотворность связей с ОИЯИ. Целый ряд уникальных экспериментальных установок, на которых ведутся совместные научные исследования, были изготовлены в Дубне. Результаты работ, выполненных в ILL по предложениям и с активным участием дубненских физиков, регулярно публикуются в таких ведущих научных журналах, как Nature, Physical Review Letters, Physical Review и других, а полученный недавно в совместных экспериментах результат по наблюдению квантовых состояний нейтрона в гравитационном поле Земли вызвал бурную дискуссию не только на страницах научной прессы, но и в средствах массовой информации, далеких от научных проблем.

В беседах делегации ОИЯИ с руководством ILL была выражена удовлетворенность высокой оценкой вклада ученых и специалистов нашего Института в научные исследования в области фундаментальной и ядерной физики, в исследования свойств конденсированных сред и в научно-методические разработки. Неоднократно подчеркивалась необходимость дальнейшего развития этого сотрудничества и поиска новых форм для увеличения его эффективности, а также привлечения молодых сотрудников ОИЯИ к его реализации. Дирекция ОИЯИ со своей стороны выразила готовность уделить больше внимания и предпринять необходимые меры по развитию нейтронных исследований в Дубне и расширению связей с ИЛЛ.

Синхротронный центр в Гренобле был организован в 1988 году, а с 1994 года здесь работает самый яркий источник синхротронного излучения в мире. Периметр накопительного кольца источника - 844 м. Ускоренные до 6 ГэВ электроны с током 250 мА обеспечивают синхротронным излучением 40 экспериментальных станций, на которых ежегодно реализуется более 800 экспериментов, для проведения которых в ESRF приезжает около 5000 ученых.

Стоимость создания этого уникального синхротронного источника составила 3,6 миллиарда французских франков (в ценах начала 90-х годов прошлого века). Для эксплуатации и эффективного проведения работ на источнике сегодня расходуется около 69 миллионов евро, составляющих бюджет ESRF. Наполнение этого бюджета обеспечивается, во-первых, странами-участницами, в числе которых Франция, Германия, Италия, Великобритания, консорциум Бельгия - Голландия, Испания, Швейцария и консорциум Дания - Норвегия - Швеция - Финляндия. Во-вторых, взносы в бюджет в меньшем размере вносят научные партнеры - Австрия, Венгрия, Израиль, Португалия, Чехия.

Общая численность штата ESRF составляет 560 человек, из которых 210 научных сотрудников и инженеров, 180 человек технического персонала, 55 postdocs, 30 аспирантов и 85 человек административного аппарата. 57 процентов персонала граждане Франции. Ежегодно ESRF публикует около 700 научных статей, в том числе в таких авторитетных изданиях, как Nature, Science, Physical Review Letters и Physical Review.

Делегацию ОИЯИ принял директор ESRF профессор Вильям Стирлинг, который подробно рассказал о структуре и программе исследований Центра. Дирекция ОИЯИ с интересом изучила материалы об общих принципах организации финансирования и научной деятельности ESRF, которые могут оказаться интересными для обсуждения со странами-участницами ОИЯИ. Во время состоявшихся переговоров делегация ESRF отметила плодотворное сотрудничество, которое имеет место между ILL и ESRF в области фундаментальных и прикладных исследований конденсированных сред. Одним из показателей такого сотрудничества является факт существования общего для обоих центров теоретического отдела, финансируемого на паритетных началах. Как неоднократно подчеркивал директор ESRF профессор В. Стирлинг, именно взаимодополняемость нейтронных методов и синхротронного излучения позволяет проводить исследования на наиболее актуальных научных направлениях и получать уникальные результаты.

Дирекции ОИЯИ и ESRF выразили взаимную заинтересованность в развитии научных и научно-методических контактов на всех уровнях.

За короткий период визита руководителям Института удалось ознакомиться с работой ведущих международных центров в области трех научных направлений, развиваемых в ОИЯИ: неускорительная физика, нейтронная ядерная физика, физика конденсированных сред. В беседах с директорами и в публичных выступлениях ведущих специалистов звучали высокие оценки большого (часто определяющего) вклада наших физиков в реализацию совместных проектов, отмечался их высокий профессионализм. Слово "Дубна" постоянно звучало при знакомстве с экспериментальной базой ILL и LSM.

Анализ эффективности сотрудничества с этими центрами лишний раз подтвердил важность многоплановости и широты научной тематики ОИЯИ. Дубненское участие везде характеризировалось большим интеллектуальным вкладом, что связано с использованием научно-методических результатов, достигнутых на различных научных направлениях.

Особенно приятно было слышать о последних результатах по исследованию двойного бета-распада, а также о наблюдении квантовых состояний нейтронов в гравитационном поле Земли. Последний эксперимент был поставлен в ILL по идее В.И.Лущикова и А.И.Франка. Экспериментальная виртуозность А.В.Стрелкова и его ученика В.Несвижевского, а также уникальные параметры реактора ILL позволили получить результат, который вызвал бурную реакцию в научном сообществе.

Здесь вывод напрашивается сам собой - необходимо развивать сотрудничество с этими международными центрами и использовать наилучшие достижения наших институтов для получения значимых научных результатов. Конкретные предложения уже имеются.

В процессе знакомства с научными центрами были отмечены интересные примеры использования ядерно-физических методов для решения прикладных задач. Интересен и подход к финансированию такой деятельности.

И, наконец, детальное знакомство с инфраструктурой научных центров, которые посетили руководители ОИЯИ, подчеркивает необходимость совершенствовать эту сферу деятельности в ОИЯИ с учетом требований наступившего века.