Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
14.A12.31.0006
Период реализации проекта
2013-2017
Заведующий лабораторией

По данным на 01.11.2022

7
Количество специалистов
323
научных публикаций
6
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация
Ученые лаборатории ведут исследования в области физики высоких энергий с использованием детекторов, основанных на современных кремниевых фотоумножителях. Твердотельные кремниевые фотоэлектронные умножители (SiФЭУ) - быстро развивающийся класс фотодетекторов, который становится основой для решения широкого круга научных и прикладных задач, требующих регистрации импульсного излучения малой интенсивности. Характеристики современных детекторов позволяют создавать на их основе качественно новые системы, содержащие тысячи каналов регистрации: адронные калориметры, телескопы для гаммаастрономии, позитронно–эмиссионные томографы нового поколения. В настоящее время сотрудники лаборатории работают над применением кремниевых фотоэлектронных умножителей в ядерной медицине.

Название проекта: Исследования в физике высоких энергий и ядерной медицине с применением кремниевых фотоумножителей
Цели и задачи

Направления исследований: Разработка и производство кремниевых фотоумножителей, их применение в экспериментальной физике и медицине

Цель проекта:

  • Развитие экспериментальной базы и исследования по физике высоких энергий с применением детекторов, основанных на использовании кремниевых фотоумножителей (SiPM) – инновационных фотодетекторов, изобретенных в России
  • Разработка детекторов с использованием SiPM для медицинских применений
  • Создание технологии производства SiPM, обеспечивающей улучшение качества и воспроизводимость параметров российских SiPM
Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. В ходе анализа данных эксперимента Belle найдено новое экзотическое чармоние подобное состояние, названное X*(3860), распадающееся на пару D-анти-D-мезонов по экзотическим кваркониеподобным состояниям Zb(10610) и Zb(10650). Впервые продемонстрировано, что состояния Zb(10610) и Zb(10650) являются виртуальными.
  2. На данных эксперимента CMS, полученных при протон-протонных столкновениях с энергией 8 ТэВ в системе центра масс, проведено изучение возбужденных состояний В-мезонов и обнаружен распад B*s2(5840)0 --> B0 K0S.
  3. При изучении тяжелых адронов, рождающихся в эксперименте CMS на БАК в протон-протонных столкновениях при энергии 13 ТэВ в системе центра масс, был обнаружен целый ряд распадов, а именно: распад Λ0b-бариона Λ0b --> J/psi Λ phi, распад B0s-мезона с образованием экзотического состояния X(3872) B0s --> X(3872) phi, распады B0 --> psi(2S) K0S π+π− и B0s --> psi(2S) K0S, а также обнаружен новый прелестно-странный барион, распадающийся по каналу Xi_b− π+π−.
  4. Разработаны фотодетекторы нового поколения - новый тип кремниевых фотоумножителей на основе непланарной технологии.
  5. Проведен анализ данных, полученных при испытаниях высокогранулярного сцинтилляционного адронного калориметра на основе КФЭУ, изготовленных коллективом НИЯУ МИФИ, с поглотителем из стали и из вольфрама. Впервые проведено сравнение характеристик адронных ливней в многослойных калориметрах с идентичными активными элементами, но разными поглотителями, и показана связь характеристик ливней со свойствами материалов.

Внедрение результатов исследования:

  • Изготовлены кремниевые фотоумножители (КФЭУ) с рекордными параметрами по эффективности регистрации света.
  • Разработаны и изготовлены прототипы КФЭУ по CMOS-технологии.
  • Произведены сцинтилляционные ячейки прототипа адронного калориметра для детектора будущего линейного коллайдера.
  • Проведена модернизация центральной и торцевых частей адронного калориметра эксперимента CMS с заменой фотодетекторов на кремниевые фотоумножители.
  • Разработано и отлажено программное обеспечение для калибровки адронного калориметра CMS в условиях высокого уровня наложения событий. Разработанные программные модули включены в программное обеспечение эксперимента CMS.
  • Разработан проект Боннеровского спектрометра с КФЭУ для контроля уровня радиационного фона в экспериментальном зале CMS.
  • Разработана система космического вето из полос сцинтиллятора со считыванием света с помощью КФЭУ для эксперимента СОМЕТ (J-PARC, Япония), направленного на изучение мюон-электронной конверсии.
  • Зарегистрированы 6 объектов интеллектуальной собственности.

Образование и переподготовка кадров:

  • Организованы 8 зарубежных стажировок студентов и аспирантов.
  • 9 ученых прошли профессиональную подготовку и повышение квалификации по направлению «Кремниевые фотоумножители».
  • Подготовлены и защищены: 5 кандидатских диссертаций, 2 докторские диссертации, 4 дипломные работы специалиста, 3 выпускные квалификационные работы аспиранта, 3 выпускные квалификационные работы магистра, 14 выпускных квалификационных работ бакалавра.
  • Разработаны и внедрены в образовательную программу НИЯУ МИФИ три курса лекций для магистров: «Modern Astroparticle Physics» (Д. Бессон), «Astroparticle Physics in Antarctica» (Д. Бессон), «Применение детекторов с кремниевыми фотоумножителями» (Е.В. Попова).
  • Разработана и внедрена в курс «Применение детекторов с кремниевыми фотоумножителями» лабораторная работа «Измерение основных параметров кремниевых фотоумножителей».

Другие результаты:

  • Получены 10 грантов.
  • Выполнены 4 контрактные работы.

Сотрудничество:

  • АО НПП «ПУЛЬСАР» (Россия): совместные исследования, разработка технологии изготовления кремниевых фотоумножителей по специальной технологии и по технологии CMOS.
  • Научно-производственный комплекс «Технологический центр» (Россия): изготовление кремниевых фотоумножителей с рекордными параметрами по эффективности и по временным характеристикам.
  • DESY (Германия): совместные исследования, студенческие обмены, создание и испытания калориметров нового поколения с высокой сегментацией для планируемых экспериментов.
  • CERN (Швейцария): совместные исследования, студенческие обмены, модернизация адронного калориметра в эксперименте CMS. Сотрудник лаборатории Павел Парыгин является координатором группы эксплуатации адронного калориметра детектора CMS. Сотрудник лаборатории Сергей Поликарпов в течение двух лет (2019-2021 гг.) занимал должность координатора группы В-физических исследований коллаборации CMS.
  • KEK (Япония): совместные исследования, анализ экспериментальных данных и разработка детекторных систем для экспериментов Belle и COMET.
Скрыть Показать полностью
K. Chilikin, …, D. Besson, ...(Belle Collaboration)
«Observation of an alternative χc0(2P) candidate in e+e−→J/ψDD¯», Phys.Rev. D 9 (2017) 112003, DOI: 10.1103/PhysRevD.95.112003.
E. Engelmann, E. Popova, S. Vinogradov
«Spatially Resolved Dark Count Rate of SiPMs», Eur.Phys.J.C 78 (2018) 11, 971, DOI: 10.1140/epjc/s10052-018-6454-0.
A. M. Sirunyan, ..., R. Chistov, M. Danilov, P. Parygin, D. Philippov, S. Polikarpov, E. Tarkovskii, ... (CMS Collaboration)
"Studies of B*s2(5840)0 and Bs1(5830)0 mesons including the observation of the B*s2(5840)0 --> B0 K0S decay in proton-proton collisions at √s= 8 TeV", EPJC 78 (2018) 939, DOI: 10.1140/epjc/s10052-018-6390-z.
A. M. Sirunyan, ..., O. Bychkova, R. Chistov, M. Danilov, A. Nigamova, S. Polikarpov, E. Tarkovskii, ... (CMS Collaboration)
"Observation of the Λ0b --> J/psi Λ phi decay in proton-proton collisions at √s= 13 TeV", PLB 802 (2020) 135203, DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135203.
M. Sirunyan, …, P. Parygin, D. Philippov, E. Popova, ...(CMS Collaboration)
«Calibration of the CMS hadron calorimeters using proton-proton collision data at sqrt(s) = 13 TeV», JINST 15 (2020) 05, P05002, DOI: 10.1088/1748-0221/15/05/P05002.
E. Engelmann, W. Schmailzl, P. Iskra, F. Wiest, E. Popova, S. Vinogradov
«Tip Avalanche Photodiode—A New Generation Silicon Photomultiplier Based on Non-Planar Technology», IEEE Sensors J. 21 (2020) 5, 6024-6034, DOI: 10.1109/JSEN.2020.3041556.
A. M. Sirunyan, ..., R. Chistov, M. Danilov, A. Oskin, P. Parygin, S. Polikarpov, ... (CMS Collaboration)
"Observation of the B0s --> X(3872) phi decay", PRL 125 (2020) 152001, DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.152001.
A. M. Sirunyan, ..., R. Chistov, M. Danilov, A. Oskin, P. Parygin, S. Polikarpov, ... (CMS Collaboration)
"Observation of a new excited beauty strange baryon decaying to Xi_b− π+π−", PRL 126 (2021) 252003, DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.252003.
A. Tumasyan, ..., O. Bychkova, R. Chistov, M. Danilov, A. Oskin, P. Parygin, S. Polikarpov, A. Tulupov, ... (CMS Collaboration)
"Observation of B0 --> psi(2S) K0S π+π− and B0s --> psi(2S) K0S decays", EPJC 82 (2022) 499, DOI: 10.1140/epjc/s10052-022-10315-y.
O. Bychkova, P. Parygin, E. Garutti, A. Kaminsky, S. Martens, E. Popova, J. Schwandt, A. Stifutkin
«Radiation hardness study using SiPMs with single-cell readout», Nucl.Instrum.Meth. A 1031 (2022) 166533, DOI: 10.1016/j.nima.2022.166533.
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория кристаллофотоники

Санкт-Петербургский государственный университет - (СПбГУ)

Физика

Санкт-Петербург

Стомпос Константинос

Греция

2022-2024

Лаборатория детекторов синхротронного излучения

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Физика

Томск

Шехтман Лев Исаевич

Россия

2022-2024

Лаборатория «Квантовая инженерия света»

Южно-Уральский государственный университет (НИУ) - (ЮУрГУ (НИУ))

Физика

Челябинск

Кулик Сергей Павлович

Россия

2022-2024