Аннотация: Курс лекций посвящен описанию различных детекторных и ускорительных экспериментальных методик, берущих начало в физике элементарных частиц, применяющихся в медицине, биологии, геологии и других науках. В лекциях описываются физические основы работы детекторов, применяемых для медицинской рентгенографии, компьютерной томографии, в экспериментах с пучками синхротронного излучения, в ядерной медицине. Также несколько лекций отводится описанию применений ускорителей тяжелых частиц в адронной терапии, бор-нейтронозахватной терапии, а также ускорительной масс-спектрометрии. Курс рассчитан на магистрантов первого года, и основная его задача – показать разнообразие возможностей применения компетенций, приобретаемых студентами на кафедре физики элементарных частиц. Конспект лекций представляет собой электронную копию презентаций и будет полезен студентам при повторении, закреплении пройденного материала и подготовке к итоговому зачету.

Аннотация: Монография посвящена исследованию физических процессов в многоканальных полых катодах — важнейших элементах конструкций современных электрореактивных двигателей. Методами математического моделирования исследована плазмодинамика полого катода с учетом эмиссии электронов и самосогласованного электрического поля, рассмотрены тепловые процессы и эрозия стенок полого катода, что позволяет прогнозировать сроки службы катодных систем. Представлены результаты натурных экспериментов с многоканальными полыми катодами, проведено их сравнение с результатами вычислительных экспериментов, что позволило подтвердить надежность предложенных в работе методов исследования и расчета полых катодов. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, интересующихся вопросами математического моделирования пристеночной плазмы, вопросами надежности и долговечности работы катодных систем современных плазменных двигателей. The monograph is devoted to the study of physical processes in multichannel hollow cathodes — the most important structural elements of modern electric jet engines. Using mathematical modeling methods, the plasmodynamics of a hollow cathode has been studied, taking into account electron emission and a self-consistent electric field, thermal processes and erosion of the walls of a hollow cathode are considered, which makes it possible to predict the service life of cathode systems. The results of field experiments with multichannel hollow cathodes are presented, their comparison with the results of computational experiments is carried out, which allowed us to confirm the reliability of the methods proposed in the study and calculation of hollow cathodes. For researchers, engineers, postgraduates and students interested in mathematical modeling of wall plasma, reliability and durability of cathode systems of modern plasma engines.

Аннотация: В книге описывается история создания и современное состояние уникальной научной установки «Экспериментальный комплекс НЕВОД». В хронологическом порядке рассмотрены детекторы и установки, входящие в экспериментальный комплекс, одновременно с перечнем задач, для решения которых они предназначены. Это позволяет проследить логику развития научного поиска, результаты которого приведены в отдельном разделе. Обсуждаются перспективы дальнейшего развития экспериментального комплекса. Книга будет полезна читателям, интересующимся состоянием современной экспериментальной базы научных исследований в области физики частиц и физики космических лучей. Рекомендуется студентам и аспирантам НИЯУ МИФИ, выполняющим научно-исследовательские и выпускные квалификационные работы, а также при подготовке ими магистерских и кандидатских диссертаций на базе уникальной научной установки НЕВОД.

Аннотация: В книге описывается история создания и современное состояние уникальной научной установки «Экспериментальный комплекс НЕВОД». В хронологическом порядке рассмотрены детекторы и установки, входящие в экспериментальный комплекс, одновременно с перечнем задач, для решения которых они предназначены. Это позволяет проследить логику развития научного поиска, результаты которого приведены в отдельном разделе. Обсуждаются перспективы дальнейшего развития экспериментального комплекса. Книга будет полезна читателям, интересующимся состоянием современной экспериментальной базы научных исследований в области физики частиц и физики космических лучей. Рекомендуется студентам и аспирантам НИЯУ МИФИ, выполняющим научно-исследовательские и выпускные квалификационные работы, а также при подготовке ими магистерских и кандидатских диссертаций на базе уникальной научной установки НЕВОД.

Аннотация: Настоящее пособие является составной частью УМК по курсу «Общая и экспериментальная физика» и отражает современное состояние преподавания раздела «Физика атомного ядра и элементарных частиц». Оно призвано заполнить брешь, возникшую за последние несколько десятков лет между современными представлениями о фундаментальной структуре материи в кругу специалистов и теми, которые можно найти в учебниках по курсу общей физики. В доступной для студентов форме излагаются универсальные методологические принципы и представления, на основе которых строятся современные фундаментальные теории и определяются классы элементарных частиц: концепция взаимодействия в квантовой теории поля, концепция вакуума, понятие об эффективных и фундаментальных взаимодействиях, о природе элементарных и фундаментальных частиц. На основе этих принципов дано краткое описание всех классов элементарных частиц и их взаимодействий, входящих в Стандартную модель. Обсуждается экспериментальная основа Стандартной модели, ее границы применимости и возможность расширения. Пособие содержит новейшую информацию, снабжено задачами, примерами решения задач и исторической справкой. Второе издание дополнено материалами, которые освещают основные события в физике фундаментальных взаимодействий, произошедшие за последние годы: открытие бозона Хиггса, кварк-глюонной плазмы, тетракварков и пентакварков, гравитационных волн, прогресс в исследовании нейтринных осцилляций и пр. Обсуждаются новые задачи, решающиеся на Большом Адронном Коллайдере, и программы исследований на ускорителях, вступающих в строй в ближайшие год-два. Пособие может помочь преподавателю в изложении материала, ранее не представленного в учебниках, и использоваться в качестве справочника-путеводителя по идеям и фактам, лежащим в основе физики элементарных частиц. Пособие может быть рекомендовано студентам физических специальностей в качестве основной литературы и в качестве дополнительной литературы — всем студентам, изучающим общую физику.

Аннотация: В пособии представлены учебно-методические указания к проведению лабораторных работ, посвященных изучению устройства и правил эксплуатации высокочастотного генератора ВЧГ8–60/13, определению и оптимизации газодинамических и теплофизических параметров потоков воздушной плазмы, генерируемых высокочастотным факельным плазмотроном в составе плазменной установки. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 14.03.02 «Ядерные физика и технологии», профиль «Физика кинетических явлений».

Аннотация: Представлены результаты исследований высоковольтных разрядов наносекундного и микросекундного диапазонов длительности в воздухе атмосферного давления: бесстримерного, искрового, диффузного и барьерного. Основное внимание сосредоточено на изучении пространственной структуры разных типов разрядов, при этом связующей нитью является наличие микроструктуры, когда разряд реализуется в виде совокупности большого количества каналов (филаментов) микронного диаметра. Вместе с тем, взаимоувязанным в рассмотрении оказывается широкий круг газоразрядных процессов, включающих плазменные, газодинамические, радиационные. Изложены экспериментальные данные и описаны физические модели, позволяющие объяснить основные наблюдаемые явления. Проведены аналогии с процессами формирования упорядоченных структур различной физической природы. Книга ориентирована на научно-технических работников в области физики газового разряда и импульсной электрофизики, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Аннотация: Настоящий лабораторный практикум посвящен знакомству с современными установками, на которых проводятся исследования в области физики элементарных частиц, а также с методами анализа физических событий. Лабораторные занятия основаны на опыте работы в эксперименте ATLAS на Большом адронном коллайдере (БАК, LHC) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН, CERN). Для каждой лабораторной работы имеются вводные лекции, которые необходимо прослушать до ознакомления с материалами данного лабораторного практикума и проведения учебных занятий. Лекции доступны по адресу: http://particle.mephi.ru/masterclasses/. Предназначен для студентов магистратуры НИЯУ МИФИ по специальности «Ядерные физика и технологии».

Аннотация: Тенденции развития современной технологии электронной техники заключаются в увеличении степени интеграции изделий на поверхности подложек, что связано как с увеличением диаметра применяемых в производстве подложек, так и с уменьшением геометрических размеров элементов изделий на их поверхности до 0,01-0,04 мкм. Для технологии изготовления изделий с микро и наноэлементами использование ВЧ разряда индуктивно связанной плазмы (ICP) как плазмообразующего источника предоставляет большие преимущества. В частности, с его помощью достигают высокую плотность плазмы (10¹¹-10¹² см‾³), минимальный разброс ионов по энергиям (Δei ≤ 5 эВ), относительно низкое рабочее давление (10‾²2÷10‾¹ Па) и низкую энергетическую цену иона (30÷80) эВ/ион. Благодаря отсутствию накаливаемых узлов источник ICP обладает большим ресурсом работы с химически активными газами. Особенно важно, что он предоставляет возможность независимого управления энергией и плотностью потока ионов, поступающих на подложку. Успехи в конструировании источников ЮР для целей микроэлектроники побудили разработчиков оборудования применить их и в других отраслях, например в азотировании стальных деталей, обработке полимерных пленок и нанесении специальных покрытий методами PVD и PECVD. За последнее десятилетие источники ICP нашли широкое промышленное применение, о котором появилось большое количество новой информации. Поэтому назрела необходимость составления обзора, цель которого — систематизация основных экспериментальных результатов разработки и применения источников ICP. В книге приведено описание принципов действия, особенностей и преимуществ источников ICP и рассмотрены многочисленные варианты конструкций современных источников ICP Приведены также примеры технологических применений описываемых источников для нанесения тонких пленок: в процессах PVD и PECVD. И кроме того, описано формирование плазмохимическим травлением трехмерных структур в различных материалах и двумерных структур в тонких пленках и связанное с такой обработкой существенное изменение свойств поверхностей различных материалов, в особенности полупроводников. Таким образом, настоящая книга представляет собой подробное справочное руководство по конструкциям и применению источников ICP Книга рассчитана на студентов, аспирантов, конструкторов нового технологического оборудования, использующего источники ICP, и технологов, работающих на таком оборудовании. Конструкторы найдут в ней обзор способов достижения высоких параметров источников ICP, а технологи ознакомятся с широким спектром их применения и полученных с их помощью достижений. Она также будет полезна в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специализаций.

Аннотация: Отражена полувековая история экспериментальных исследований космических лучей предельно высоких энергий (КЛПВЭ) с помощью наземных установок, в результате которых было получено много данных об энергетических спектрах, анизотропии и массовом составе. Показаны следствия результатов первых космических экспериментов, направленных на регистрацию КЛПВЭ, рассмотрены перспективы их развития в связи с предложенной теоретической моделью эффекта Грейзена - Зацепина - Кузьмина.

Аннотация: Рассмотрен новый подход к получению мощных электрогидродинамических потоков в газовой среде, основанный на использовании интенсивного источника ионов, которым является барьерный разряд, распределенный по поверхности диэлектрика. Исследованы электроразрядные системы для активного управления течениями с высоким объемным расходом газа. Создана высокоэффективная многоразрядная актуаторная система для управления воздушным потоком на аэродинамических поверхностях с существенно более высокими силовыми и энергетическими характеристиками, чем у известных мировых аналогов.

Аннотация: До сих пор непонятно, почему наша Вселенная состоит из вещества, а антивещества в ней крайне мало. Физики называют эту ситуацию барионной асимметрией Вселенной, объяснить суть которой - непростая задача. Однако именно благодаря барионной асимметрии мы существуем на свете. Поэтому всякое исследование, ставящее своей целью изучение различий между веществом и антивеществом, вызывает жгучий интерес. Этой теме посвящена статья.

Аннотация: В ряде отраслей техники (устройства подсветки быстропротекающих процессов импульсами рентгеновского излучения, аппаратура для нейтронного каротажа), в которых определяющими требованиями для элементов сильноточной электроники являются отсутствие накальных цепей, миниатюрность, широкий диапазон коммутируемых токов, устойчивость к внешним воздействиям, находят применение малогабаритные вакуумные коммутаторы, иногда называемые в литературе вакуумными диодами, в которых замыкание вакуумного изолирующего промежутка происходит за счет инжекции в него сгустка плазмы. Известно, что скорость распространения плазмы при этом зависит от направления электрического поля в коммутируемом промежутке. Наиболее простым по конструкции и, следовательно, допускающим наибольшую степень миниатюризации среди электроразрядных коммутаторов является устройство, в котором инициируется пробой, а затем искровой разряд по поверхности диэлектрика, приводящий к инжекции плазмы с поверхности диэлектрика в вакуумный промежуток. Показано, что проводящая среда в разреженном газе создается фотоионизацией, а ток пробоя по поверхности диэлектрика обеспечивается потоком электронов, эмитируемых из катодного пятна. Переходу разряда в дуговую стадию в коммутируемом вакуумном промежутке предшествует "убегание" электронов из плазменного факела, формирующегося на катоде, эмиссия ионов и амбиполярный дрейф плазмы на анод.

Аннотация: Отмечено, что установки со встречными пучками (коллайдеры) занимают важное место в исследованиях фундаментальных свойств материи, элементарных частиц и их взаимодействий. Рассмотрено прошлое, настоящее и будущее работ со встречными пучками в Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН.

Аннотация: Дано краткое описание расширенной модели Намбу - Иона-Лазинио, продемонстрированы различные методы ее применения. Представлен обзор теоретического описания низкоэнергетических процессов рождения мезонов на встречных электрон-позитронных пучках и в распадах тау-лептонов. Отмечено, что рассматриваемые процессы идут через промежуточные скалярные, векторные и аксиально-векторные мезоны как в основном, так и в первом радиально возбужденном состоянии; используемая модель позволяет описать такие состояния, основываясь на принципе киральной симметрии и ее спонтанного нарушения. Проведено сравнение с экспериментальными данными и теоретическими результатами других феноменологических моделей сильных взаимодействий.

Аннотация: Устройство, аналитические характеристики и некоторые применения динамических масс-спектрометров двух типов: магнитного резонансного масс-спектрометра и времяпролетного масс-спектрометра (масс-рефлектрона). Измерение периода полураспада трития, который является кандидатом на роль топлива для термоядерных установок, и исследование конструкционных материалов токамака. Анализ топливных газовых смесей, содержащих тритий.

Аннотация: Представлены результаты исследования космических лучей, полученные в эксперименте "Альфа-магнитный спектрометр" (АМС) в течение 2011-2015 гг. на Международной космической станции. Исследованы спектры электронов и позитронов в области энергий порядка тераэлектронвольт. Выполнены прецизионные измерения потоков электронов и позитронов. Показан рост доли позитронов по отношению к полному потоку лептонов с увеличением энергии частиц. Исследованы спектры протонов и ядер гелия. Представлен обзор теоретических моделей, дающих возможные объяснения наблюдаемых эффектов.

Аннотация: В 2019 году Баксанская нейтринная обсерватория Институт ядерных исследований РАН приступила к проведению эксперимента Baksan Experiment on Sterile Transitions, целью которого является обнаружение стерильных нейтрино.