Лаборатория физики высоких энергий имени Боос Э.Г.

Руководитель лаборатории

Жаутыков Болат Орымбекович

кандидат физико-математических наук

Лаборатория физики высоких энергий (первоначально – лаборатория высоких энергий) была создана во время организации Института ядерной физики АН Казахской ССР. Первым руководителем лаборатории был академик АН КазССР Ж.С.Такибаев, в 1962 году и.о.заведующего лабораторией был назначен д.ф.м.н. Э.Г.Боос, ставший впоследствии академиком НАН РК.

По приказу директора Института от 09.03.2017г за № 09-п переименовано в Лабораторию физики высоких энергий имени Э.Г.Бооса (далее – ЛФВЭ им.Э.Г.Бооса).

Боос Э

Эрнст Гербертович Боос

Основные направления: Физика атомного ядра и элементарных частиц.

Основной целью создания ЛФВЭ им.Э.Г.Бооса является повышение эффективности фундаментальных исследований механизма ядерных взаимодействий элементарных частиц, ускоренных в земных условиях, и сравнение с данными, полученными в области космических лучей. В качестве прикладных исследований может быть внедрение математического обеспечения обработки гигантских массивов числовой информации в задачах охраны окружающей среды, метеорологии и землетрясений. Проведение научно-исследовательской работы по приоритетным направлениям научно-технологического развития.

Основные задачи ЛФВЭ им. Э.Г. Бооса состоят в следующем:

- реализация программ и проектов, в том числе фундаментальных, прикладных, инновационных исследований по приоритетным направлениям научного и технологического развития;

- подготовка высококвалифицированных кадров в области ядерной физики высоких энергий;

- развитие международных научно-технических связей, расширение научно-технического сотрудничества с научными центрами и научными учреждениями Республики Казахстан, стран СНГ и зарубежных стран, сотрудничество с международными коллаборациями (DESY, Гамбург, Германия; ОИЯИ, Дубна, Россия; KIT, Карлсруэ, Германия).

- повышение ответственности персонала за качество выполняемых НИР;

- обеспечение полноты и правильности проведения НИР;

- организация и координация деятельности научно-исследовательских групп в области обработки данных по протон (антипротон) – нуклонных и пион – ядерных взаимодействий в области энергии выше 1010 эВ и неупругих электрон (позитрон) – протонных взаимодействий при максимальной энергии 1013 эВ, ускоренных на крупнейших ускорителях и коллайдерах;

- создание банков DST данных об информации неупругих взаимодействий электронов, адронов и ядер в области энергии выше 1011 эВ;

- создание программного обеспечения для обработки больших массивов цифровой информации;

- обеспечение метрологической аттестации средств обработки и анализа данных;

В лаборатории получили подготовку многие сотрудники, внёсшие впоследствии заметный вклад в развитие и организацию физической науки в Казахстане. Можно назвать такие имена, как академик НАН РК И.Я.Часников, доктор наук А.А.Локтионов, кандидаты наук Н.П.Андреева, З.В.Анзон, В.А.Ботвин, А.Х.Виницкий, А.Ш.Гайтинов, КГ.Зайцев, А,М.Мосиенко, Ю.В.Овсов, Л.А.Санько, И.С.Стрельцов, А.В.Холмецкая, Ц.И.Шахова, а также СНС Покровский Н.С.

ЛФВЭ

Сотрудники лаборатории в разные годы

Работа лаборатории была направлена на исследования свойств неупругих взаимодействий протонов и антипротонов с нуклонами и атомными ядрами с использованием физических данных, полученных при облучении ядерных фотоэмульсий и пузырьковых камер на ускорителях ведущих мировых научных центров.

Лаборатория активно участвовала в работе многих международных коллабораций: водородной пузырьковой камеры "Мирабель", международные сотрудничества на базе ВПК "Людмила" и искровой стримерной камеры "Риск" в ОИЯИ, сотрудничестве ATLAS в Европейском центре ядерных исследований CERN.

В лаборатории был разработан новый метод оценки энергии первичной частицы в предположении постоянства поперечных импульсов вторичных заряженных частиц, создана скейлинг-инвариантная модель рождения частиц на основе минимизирующего волнового пакета.

Сотрудниками лаборатории сконструировано и создано уникальное подъемное устройство, которое успешно применялось в коллаборации ATLAS для тестирования элементов детектора на ускорителе в CERN’е.

Просмотрово-измерительно-вычислительный комплекс, в состав которого входили разработанные и изготовленные в Институте системы и устройства, был необходимым звеном в цикле обработки и анализа экспериментальной информации.

Большое внимание уделяется использованию в научной деятельности передовых информационных технологий, в частности применению Интернет. Следует отметить, что возникновение Интернет связано с физикой высоких энергий, в частности первую версию "языка маркировки гипертекстов" HTML разработал в 1990 году сотрудник ЦЕРНа (Европейской организации ядерных исследований) Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee). Включение в единую сеть предусматривалось международной программой объединения центров физики высоких энергий и осуществлялось под руководством Э.Г.Бооса. 13 июня 1996 года в институте была установлена наземная станция спутниковой связи. Через неё научные, учебные и другие организации города Алматы, объединившись в некоммерческую научно-образовательную сеть, получили доступ к ресурсам Интернета.

каллоиметр детектор 1

каллоиметр детектор 2

Калоиметрический детектор Zeus Немецкого  ускорительного центра  DESY (г.Гамбург)

Приобретён уникальный для Казахстана опыт работы в глобально - распределённой вычислительной среде GRID, в частности, опыт работы с её подсистемой dCashe, предназначенной для хранения гигантских объёмов физической информации.

В 2010 и 2011, 2019 годах сотрудники лаборатории стали лауреатами премий за количество и наиболее цитируемые публикации в престижных зарубежных изданиях от региона Средней Азии и Казахстана. Этим была подтверждена высокая значимость работ, проводимых в лаборатории.

По оценкам АО «Национальный центр научно-технической информации» РК, сотрудники лаборатории академика Бооса Э.Г., Жаутыков Б.О. являются наиболее цитируемыми и публикуемыми за рубежом.

 

Цель исследований

Развитие в Казахстане физики высоких энергий, используя данные экспериментов, проводимых на больших ускорителях и в космических лучах, для выяснения структуры материи и природы сил окружающего нас материального мира.

Научно-исследовательская деятельность

  • • исследование взаимодействий частиц и ядер с веществом;
  • • исследования свойств неупругих взаимодействий протонов и антипротонов с нуклонами и атомными ядрами с использованием физических данных, полученных при облучении пузырьковых камер на ускорителях ведущих мировых научных центров;
  • • проводится физический анализ имеющихся в лаборатории экспериментальных данных, полученных в коллаборациях различных научных центров на разных детекторах, в которых участвовали сотрудники лаборатории;
  • • в лаборатории созданы и разрабатываются современные методы обработки имеющихся экспериментальных данных;
  • • в соответствии с научным сотрудничеством из DESY, используя современные технологичные методы, получено 350 миллионов неупругих электрон-протонных взаимодействий для последующего экспериментального анализа;
  • • 350 миллионов неупругих электрон-протонных взаимодействий было передано в Физико - технический институт с помощью глобально - распределённой вычислительной среды GRID, в частности, использовалась связь с её подсистемой dCashe, предназначенной для хранения гигантских объёмов физической информации.

Детектор ер-взаимодействий ZEUS (DESY).


Схема извлечения и передачи очень больших объемов информации.