Комментарий к итогам конкурса

В соответствии с регламентом в ноябре 2002 года научно-технические советы лабораторий рассмотрели предложения на соискание премии ОИЯИ за 2002 год. Выдвинутые работы были обсуждены на заседании жюри, которое вынесло свое решение на утверждение Ученого совета ОИЯИ. Сегодня мы публикуем комментарий председателя жюри вице-директора ОИЯИ профессора Цветана Вылова.

В разделе "Теоретические работы" на конкурсе ОИЯИ-2002 были представлены два цикла исследований, выполненных в Лаборатории теоретической физики имени Н.Н.Боголюбова.

Цикл работ В.В.Воронова и В.Ю.Пономарева "Микроскопическое описание двойных гигантских резонансов в атомных ядрах" (первая премия) посвящен исследованию одной из актуальных проблем теории структуры ядер - свойств коллективных ядерных возбуждений большой энергии. Результаты этих исследований получили высокую оценку мировой научной общественности. Они неоднократно использовались для анализа и интерпретации экспериментальных данных физиками в различных научных центрах мира и широко цитируются в ведущих научных журналах. В цикле работ А.П.Бакулева, С.В.Михайлова и А.В.Радюшкина (вторая премия) развит эффективный подход к вычислению динамических характеристик мезонов, основанный на учете корреляций в вакууме. Предложено и разработано обобщение известного метода правила сумм квантовой хромодинамики для получения низкоэнергетических свойств адронов - правила сумм с нелокальным конденсатом. Полученные результаты докладывались на многих международных конференциях и процитированы в большом числе статей других авторов.

В конкурсе научно-исследовательских экспериментальных работ первое место предложено присудить циклу работ, который содержит теоретическое предсказание и экспериментальное обнаружение чрезвычайно интересного физического явления - квантования энергетических уровней нейтрона в гравитационном поле Земли. Суть явления заключается в том, что потенциал Ферми для нейтрона, позволяющий хранить ультрахолодные нейтроны в материальных ловушках, и гравитационный потенциал формируют одномерную потенциальную яму, в которой образуется набор уровней. В соответствии с этим, энергия ультрахолодного нейтрона, связанная с его движением по вертикали, может принимать только определенные квантованные значения.

Собственно это и было предсказано сотрудником ЛНФ ОИЯИ В.И.Лущиковым в докладе, сделанном в 1976 году на международной конференции по взаимодействию нейтронов с ядрами и последующей публикации в Physics Today и материалах III школы по нейтронной физике 1978 года.

Экспериментальная проверка этого предсказания стала возможной лишь спустя 25 лет - благодаря развитию методических возможностей и интенсивности пучков УХН. Эксперимент был осуществлен в Институте Лауэ-Ланжевена (Гренобль, Франция) с участием сотрудника ЛНФ ОИЯИ А.В.Стрелкова - одного из соавторов открытия УХН.

Основной целью работ, вошедших в цикл "Экспериментальное и теоретическое исследование процессов слияния-деления сверхтяжелых ядерных систем" (вторая премия в области экспериментальной физики), стало детальное изучение реакций слияния ядер и эволюции образующейся при этом тяжелой ядерной системы, основным каналом распада которой является деление, идущее без образования составного ядра, - квазиделение. На основании полученных данных были сделаны важные физические выводы. Установлено, что массовое распределение осколков деления сверхтяжелых ядерных систем является асимметричным с максимумом при A=132, отвечающим в этих реакциях легкому фрагменту. Определены нижние границы барьеров деления, которые указывают на достаточно высокую стабильность сверхтяжелых ядер.

Цикл работ В.Л.Аксенова и др. (вторая премия) посвящен разработке методики исследования структуры и динамики конденсированных сред методом рассеяния нейтронов при высоких давлениях на импульсных реакторах. Новая методика основана на создании уникального спектрометра ДН-12 и позволяет проводить исследования в существенно большем диапазоне давлений до 10 ГПа (ранее 1-2 ГПа) и температур (15-300 К). Оригинальная конструкция спектрометра позволяет использовать его как дифрактометр для проведения экспериментов по исследованию структуры материалов методом нейтронной дифракции и как спектрометр неупругого рассеяния нейтронов в обратной геометрии. На сегодняшний день аналога данного спектрометра в мире не имеется.

Возможности экспериментальной базы проиллюстрированы на актуальных примерах современной физики конденсированных сред - исследования структурных изменений под давлением в высокотемпературных ртутных сверхпроводниках, индуцированных давлением магнитных фазовых переходов различного типа в магнитных материалах, изменений под давлением структуры и динамики молекулярно-ионных водородосодержащих кристаллов в результате ориентационных фазовых переходов, структурных переходов в полупроводниковых материалах под давлением.

Первая премия по разделу научно-методических и научно-технических работ присуждена коллективу, осуществившему медленный вывод пучка из нуклотрона.

В 1999-2002 годах в Лаборатории высоких энергий им. В.И.Векслера - А.М.Балдина выполнены уникальные научно-технические работы по созданию системы медленного вывода пучка из нуклотрона. Впервые реализованы оригинальные конструкции сверхпроводящих секступольных линз и сверхпроводящего выводного магнита Ламбертсона. Получены выведенные пучки широкого спектра ионов в большом диапазоне энергий с хорошей временной структурой и коэффициентом однородности пучка 98 процентов. Это позволило эффективно использовать выведенный пучок для многих физических экспериментов. Комплексное решение задачи медленного резонансного вывода пучка из сверхпроводящего ускорителя осуществлено впервые в мировой практике и может быть использовано при создании сверхпроводящих ускорителей в других центрах.

Вторая премия присуждена работе "Получение ускоренных пучков гелия-6 на циклотроне У400 (первая стадия проекта DRIBs)". В Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова в рамках реализации первой стадии проекта DRIBs создано уникальное оборудование и осуществлено объединение первоклассных циклотронов У400М и У400. В результате на новой оригинальной установке реализована пионерская методика получения радиоактивных пучков. Выведенный из У400М пучок ионов 7Li использовался для генерации вторичного пучка 6He, который после ионизации в ЭЦР-источнике и прохождения 120-метрового канала транспортировки пучка ускорялся в У400. Интенсивность ускоренного нейтронно-избыточного радиоизотопа 6He1+ составляла 109 ионов в секунду, что значительно превосходит показатели зарубежных аналогов. Развитие лучшей базовой установки ОИЯИ - комплекса циклотронов У400 и У400М - направлено на создание DRIBs - установки мирового класса.

Цикл работ Ю.А.Будагова и др. "Разработка и создание модулей адронного тайл-калориметра АТЛАС, новой методики лазерного контроля их сборки и исследование их характеристик с использованием новых методов" посвящен созданию центральной части калориметра (вторая премия). Из 64 модулей клиновидной формы собирается цилиндрический калориметр. Вес модуля - 21 т, его длина - 6 м. Точность сборки, достигнутая в ОИЯИ, уникальна: она вдвое превосходит проектные допуски и составляет 300 микрон по параметру "неплоскостность" боковой поверхности модуля, размер которой 2х6 м2. Это достигнуто благодаря разработке и внедрению лазерного контроля - нового метрологического метода, собственная точность которого впечатляет: она равна 50 микронам.

Вторая часть цикла обобщает основные итоги экспериментальных исследований основных характеристик модулей. Полученные результаты свидетельствуют, что калориметр АТЛАСа достигает проектных значений по энергетическому разрешению и линейности.

Таким образом, вклад ОИЯИ в создание экспериментальной установки АТЛАС превысил ту необходимую "критическую массу" в крупнейшей международной коллаборации, что дает право на приоритеты в возможных будущих открытиях.

Первой премии в области научно-технических прикладных исследований удостоен цикл работ Ю.В.Виноградова и др. "ТРИТОН - установка для проведения исследований мю-катализа ядерных реакций синтеза на фазотроне ЛЯП ОИЯИ". Он выполнен совместно двумя группами ученых Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ и РФЯЦ ВНИИЭФ (г. Саров, Нижегородской обл.). Заслугой авторов является создание крупного экспериментального комплекса, который включает уникальные тритиевые и дейтериевые мишени, работающие в трех агрегатных состояниях (жидком, твердом и газообразном) при давлении, достигающем 1600 атм, и температуре, фиксируемой с точностью 0,1o в диапазоне от 5,5o K до 800o K, систему выделения событий мю-катализа и абсолютно надежную систему обеспечения радиационной безопасности при работе с активностью трития до 10000 Ки. Разработанная авторами оригинальная постановка экспериментов, выполненных на фазотроне ЛЯП ОИЯИ, и исключительные преимущества созданного экспериментального комплекса позволили получить результаты исследования мю-катализа, значительно превосходящие достигнутые на мезонных фабриках. Обнаруженная высокая эффективность мюонного катализа в смеси дейтерия и трития позволяет надеяться на его практическое использование для создания интенсивного источника нейтронов и в качестве гибридного устройства, повышающего КПД наработки делящихся материалов при электробридинге.

Цикл работ интернационального коллектива авторов "Статистическая модель информационного трафика" получила вторую премию по разделу прикладных исследований. В условиях глобального информационного общества быстрый, надежный и безопасный обмен данными между локальными и глобальными компьютерными сетями представляет собой проблему высочайшего приоритета. Исследования сетевого трафика показали, что он представляет собой сложный динамический процесс, который нельзя описать в рамках существующих моделей. В связи с этим важной задачей является разработка модели трафика, которая бы реалистично отражала основные особенности сетевого трафика и служила бы основой для разработки методов и средств (технических и программных), нацеленных на повышение качества обслуживания трафика, обеспечение более эффективного контроля и управления информационными потоками, защиту сетей от несанкционированных вторжений и т.д. Именно на это и нацелен представленный цикл работ.

На основе созданной для локальной компьютерной сети университета "Дубна" (сегмента сети ОИЯИ) системы сбора, анализа и управления сетевым трафиком выполнен ряд детальных исследований статистических и динамических характеристик сетевого трафика. Для получения согласованных результатов авторы использовали широкий спектр традиционных и современных методов анализа экспериментальных данных и временных рядов: нелинейный анализ случайных процессов, искусственные нейронные сети, метод принципиальных компонент, фурье и вейвлет-анализ, статистические методы. В результате нелинейного анализа измерений сетевого трафика на основе иcкуcственной нейронной сети построена непараметрическая модель трафика. Эта модель воспроизвела статистическое распределение агрегированных пакетов реальных данных, отвечающее логнормальному закону. Установлена причина появления такого закона. Полученная форма статистического распределения информационных потоков обеспечила возможность для модификации и применения кинетической модели Пригожина-Хермана (разработанной почти 30 лет назад для описания динамики автомобильного трафика) к информационному трафику. Развитая статистическая модель сетевого трафика и кинетическая модель динамики информационных потоков открывают новые возможности для построения реалистичной динамической модели сетевого трафика. Кроме того, они обеспечивают базу для разработки новых эффективных средств (в частности, высокоскоростных маршрутизаторов) для оптимального управления трафиком в компьютерных сетях, увеличения потоков и уменьшения потерь информации, а также предоставляют новые возможности для реализации вероятностного контроля трафика с целью защиты компьютерных сетей.

Цикл работ, выполненный сотрудниками отдела ядерной спектроскопии и радиохимии, представляет собой новое методическое направление в исследовании схем распада атомных ядер. В его основе лежит автокорреляционный принцип временного анализа генетически связанных переходов, заряжающих и разряжающих изомерные состояния ядер. Данная методика была реализована и получила дальнейшее развитие в Лаборатории ядерных проблем имени В.П.Джелепова. Авторы смогли показать ее перспективы в исследовании структуры атомных ядер - в установлении спектров возбужденных состояний и обнаружении короткоживущих изомерных уровней.