Дубна-inform

ИРЕН работает на бозон Хиггса

08:37 13.05.2014

У тех, кто знает, что такое ИРЕН и что такое Хиггс, название этой заметки может вызвать удивление. Действительно, ИРЕН — это установка в Лаборатории нейтронной физики имени И.М.Франка ОИЯИ, которая производит нейтроны и гамма-кванты в области низких энергий, а частица Хиггс рождается в ЦЕРН на Большом адронном коллайдере (LHC) при самых высоких достигнутых в настоящее время ускорительных энергиях. Известно, что бозон Хиггса наблюдали на LHC в двух экспериментах: ATLAS и CMS, — в которых активно участвуют сотрудники ОИЯИ. Однако необходимы новые измерения для более надежной регистрации Хиггса, а также исследований свойств этой частицы. Чтобы увеличить статистику и провести более детальные исследования Хиггса, было запланировано увеличение интенсивности пучков LHC и увеличение энергии.

В связи с этим коллайдер в ЦЕРН в прошлом году был остановлен на два года для проведения модернизации. Физические установки также в этот период проходят реконструкцию. После нового включения коллайдера, особенно после следующей остановки, существенно повысится интенсивность сталкивающихся пучков. Это приведет к значительному увеличению радиационных повреждений детекторов, особенно сцинтилляторов, которые являются основными компонентами адронного калориметра CMS. Эта часть установки создавалась при определяющем участии сотрудников Лаборатории физики высоких энергий имени В.И.Векслера и А.М.Балдина. Поэтому требуется исследовать эффекты радиационных повреждений сцинтилляторов и разработать меры по увеличению радиационной стойкости, чтобы в следующую остановку коллайдера провести необходимые работы.

На первом этапе нам потребовалось облучить нейтронами на источнике резонансных нейтронов ИРЕН ЛНФ наиболее загруженную радиацией часть модуля калориметра, чтобы оценить наведенную активность, — ее необходимо знать для проведения работ вблизи калориметра. В это время директором ЛНФ был А.В. Белушкин, который поддержал выполнение этой работы, и облучение было успешно выполнено. Затем по инициативе И.А. Голутвина в дирекции ЛНФ встретились директор лаборатории В.Н. Швецов (который к этому моменту сменил А.В. Белушкина), И.А. Голутвин и автор этих строк.

В результате обсуждения выяснилось, что в ОИЯИ для облучения сцинтилляторов достаточно хорошо подходит источник резонансных нейтронов ИРЕН, который кроме нейтронов производит также и гамма-кванты. Благодаря поддержке В.Н. Швецова был организован длительный сеанс облучений различных образцов сцинтилляторов разными дозами и разными мощностями доз. Программа облучения была составлена ведущим научным сотрудником ЛФВЭ П.В. Моисензом и начальником сектора этой лаборатории В.С. Афанасьевым. Коллектив ИРЕН с большим интересом и энтузиазмом отнесся к выполнению задачи. На установке было организовано круглосуточное дежурство. Надо было четко задавать дозы облучаемым образцам и скорости набора доз. Несмотря на значительное количество образцов сцинтилляторов (более сотни) и ряд других работ на ИРЕН программа была выполнена крайне четко. В работе принимали активное участие сотрудники ЛНФ: главный инженер установки В.Г. Пятаев, его заместитель В.А. Егоров, начальник службы В.Д. Денисов, начальники смен Е.А.Голубков, К.В.У довиченко, И.С. Яровой, инженеры по управлению И.С. Жиронкин, И.Д. Пономарев, А.Ж. Корокин, А.Н. Репкин, ведущий инженер по ремонту В.К.Покровский, а также сотрудники ЛФВЭ: начальник отдела А.П. Сумбаев, начальник сектора В.Ф. Минашкин, ведущий инженер Ю.Бечер, начальник сектора В.В. Кобец, начальник группы В.Г. Шабратов. Большую помощь в работе оказали физики ЛНФ: старший научный сотрудник С.Б. Борзаков и заместитель начальника отделения П.В. Седышев.

После облучения образцы выдерживались необходимое время и после спада наведенной активности до допустимого уровня тщательно измерялись сотрудниками ЛФВЭ. В итоге были изучены радиационные характеристики сцинтилляторов, производимых мировыми западными фирмами, а также сцинтилляторов собственного производства (ЛФВЭ ОИЯИ) и производства Харьковского института сцинтилляционных материалов. Все работы по данной программе координировал начальник сектора ЛФВЭ С.А.Афанасьев, ему помогали сотрудники его сектора механик экспериментальных стендов и установок Б.В.Дубинчик, ведущий научный сотрудник З.А.Игамкулов и главный научный сотрудник В.А.Смирнов.

В результате получены важные обширные данные, которые совместно с другими результатами позволяют выбрать правильное решение для увеличения радиационной стойкости адронного калориметра установки CMS в ЦЕРН, и тем самым продолжить исследования свойств Хиггс-бозона. В заключение хочется поблагодарить всех участников этого важного эксперимента и особенно сотрудников, обеспечивших отличную работу установки ИРЕН.

«Дубна: наука, содружество, прогресс»