Основные направления исследований
Ядерная оптика поляризованных частиц больших энергий
Исследования ядерно-оптической активности вещества стартовало с работы В.Г. Барышевского и М.И. Подгорецкого (1965). Было показано, что при прохождении через мишень с поляризованными ядрами возникает вращение спина нейтрона, являющееся кинематическим аналогом эффекта поворота плоскости поляризации света благодаря эффекту Фарадея. Замечательно, что и для частиц со спином единица существует эффект аналогичный двулучепреломлению света (Барышевский, 1992).
Лаборатория работает над обоснованием экспериментов, направленных на обнаружение Т(СР) неинвариантной оптической гиротропии вещества и, как следствие, на измерение Т(СР) неинвариантной поляризуемости атомов и ядер, основанные на использовании высокоточных оптических методов. Измерение указанных величин наряду с измерением электрических дипольных моментов электронов и ядер позволяет получить сведения о процессах, протекающих в области планковских длин, без использования ускорителей высоких энергий.
Перспективными являются исследования явления двулучепреломления дейтонов высокой энергии на ускорительных комплексах NICA, GSI, LHC и FCC; постановка на LHC и FCC экспериментов по измерению аномальных магнитных моментов короткоживущих очарованных и прелестных гиперонов с использованием эффекта поворота их спина в изогнутых кристаллах и деполяризации их спина в кристаллах; измерение квадрупольного момента Омега-гиперона; исследование зависимости аномального магнитного момента электрона (позитрона) от величины внешнего электрического поля с помощью эффекта поворота и деполяризации спина релятивистских частиц движущихся в кристалле.
В связи с созданием в ЦЕРН и GSI пучков медленных антипротонов ведется исследование возможности изучения потенциала взаимодействия антипротона и ядра в области предельно низких энергий (электронвольты) с помощью квазиоптического явления ядерной прецессии.
Мощные импульсные источники излучения на основе сильноточных и высоковольтных ускорителей заряженных частиц
Лаборатория активно работает над созданием на основе сильноточных высоковольтных импульсных ускорителей мощных импульсных источников рентгеновского и гамма излучений, нейтронного излучения, а также микроволнового и мощного лазерного излучения. Разработан экспериментальный образец генератора с виртуальным катодом, обеспечивающий пиковую импульсную мощность СВЧ излучения в диапазоне частот от 2.5 ГГц до 5 ГГц порядка 200 МВт. Генератор СВЧ излучения, работающий на пониженном напряжении 350-450 кВ, не имеет аналогов в мире.
В 2001 году впервые в мире была осуществлена генерация электромагнитного излучения в объемном лазере на свободных электронах (ОЛСЭ). На основе ОЛСЭ могут быть созданы генераторы, обеспечивающие плавную перестройку частоты в широкой области спектра и высокую мощность излучения.
Экспериментально обнаружен и теоретически объяснен эффект кумуляции сильноточного электронного пучка, вызванный электростатическим расталкиванием электронов, испускаемых взрывоэмиссионной плазмой, образуемой на внутренней кромке катода. Это явление представляет интерес для получения электронных пучков малого сечения (менее 1 кв.мм) с очень высокой плотностью тока (до 1.2 кА/см2), имеющих крайне низкий разброс частиц по продольным импульсам: менее 0.1% в области максимальной плотности тока.
Генерация мощных импульсов тока и напряжения с использованием взрывной магнитной кумуляции энергии
Выполнен цикл работ по созданию в стране взрывомагнитных (магнитокумулятивных) генераторов. Первый экспериментальный образец взрывомагнитного генератора был успешно испытан в 2004 году. В созданных в период с 2004 по 2015 макетах генераторов, запасающих до 100 кДж электромагнитной энергии, были получены токовые импульсы амплитудой до 3 МА. Испытано более 150 различных взрывомагнитных генераторов.
Полученные теоретические и экспериментальные результаты углубляют понимание сложнейших физических процессов, происходящих при движении релятивистской плазмы и преобразовании энергии взрыва в электромагнитную энергию в области высоких плотностей энергии. Это позволяет приступить к созданию еще более мощных систем, необходимых во многих областях науки и техники. В ближайших целях лаборатории стоит разработка и создание экспериментальных образцов взрывомагнитных генераторов, обеспечивающих токовые импульсы амплитудой до 5 МА, и исследование возможности использования таких генераторов для создания ускорителей сильноточных пучков с токами до 100 кА и источников индуцированного излучения в различных диапазонах.
Контакты
e-mail: molchanov[at]inp.bsu.by