АРЕАЛ: НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Реализация проекта АРЕАЛ в Институте синхротронных исследований Кендл (www.candle.am)  принципиально изменила возможности проведения научных исследований в Армении. Создание нового современного ускорителя предоставило ученым, работающим по целому ряду научных направлений, возможность изучения сверхбыстрых процессов. 

В НОЯБРЕ ПРОШЛОГО ГОДА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ радиобиологии проводила на АРЕАЛЕ группа профессора А. Осипова из российского Федерального медицинского биофизического центра им. А. Бурназяна. Были получены уникальные результаты, которые, по предварительным данным, будут иметь не только научное, но и важное практическое значение, значительно повысят эффективность лечения онкологических заболеваний. Активно продолжаются исследования, проводимые учеными из Ереванского государственного университета, Государственного инженерного университета, Института молекулярной биологии НАН  РА и Лаборатории им. А. Алиханяна (ЕрФИ).

- Для получения сверхкоротких пучков на линейном ускорителе АРЕАЛ на энергию 5 млн электронвольт используется сильноточный лазер, - говорит руководитель проекта АРЕАЛ кандидат физико-математических наук Баграт ГРИГОРЯН. - Преимущество лазерной генерации  фотоэлектронов состоит в том, что, управляя параметрами лазера, можно регулировать параметры электронного пучка.  При этом удается ускорить ультракороткие пучки электронов, параметры которых в сотни раз превосходят пучки, получаемые в обычных ускорителях. Эти возможности нового ускорителя принципиально повышают уровень исследований, так как позволяют изучать многие важные процессы и применять новые методики в разных областях физики, биологии, химии, материаловедения,  недоступные на других ускорителях и другими методами. При реализации проекта были использованы последние достижения в области лазерной и  ускорительной физики, вакуумной техники, систем диагностики и контроля, генерации и синхронизации ультракоротких импульсов. Важный вклад в реализацию проекта внесли наши коллеги из германского ускорительного центра ДЕЗИ и швейцарского института Пола Шеррера. Основные разработки и исследования по проекту АРЕАЛ были выполнены учеными и инженерами, студентами и аспирантами нашего института. Более 70 различных компонентов ускорителя были разработаны и изготовлены в нашем институте. В настоящее время ускоритель АРЕАЛ является одной из передовых в мире установок для исследования ультрабыстрых процессов с использованием сверхкоротких электронных сгустков. Результаты наших экспериментаторов по широкому спектру направлений не могут нас не радовать и не воодушевлять. Ускоритель АРЕАЛ находится в непрерывном развитии, и скоро нашим исследователям будут доступны новые экспериментальные возможности, - рассказал Баграт Григорян.

 В ТЕЧЕНИЕ ДВУХ ЛЕТ ПО НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ исследования на ускорителе АРЕАЛ проводит научная группа, которой руководит доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Ереванского физического института Грант ЕРИЦЯН. Выполняется работа по изучению влияния электронных пучков с субпикосекундной длительностью импульса на электрофизические свойства кремния  и структур кремния - на диелектрике. Эти материалы являются основой современной электроники, поэтому влияние излучения на их свойства представляет как научный, так и практический интерес.

В результате воздействия излучения меняются расположение атомов в кристалле, зарядовое состояние находящихся в кристалле атомов химических примесей, чем и обусловлены изменения электрофизических, оптических и другие характеристик. Это позволяет регулировать свойства облучаемого материала. Новые возможности могут эффективно использоваться в разных сферах практической деятельности, например, для повышения радиационной и температурной стойкости материалов, работающих в космосе и в других средах, где присутствует излучение, - на реакторах, ускорителях и т.д. 

- Исследования, которыми занимается наша группа, относятся к области радиационной физики твердого тела, - говорит доктор физ.-мат. наук Г. Ерицян. - Это прикладная наука, возникшая на стыке ядерной физики и физики твердого тела. Пионерские результаты проводимых нами исследований могут найти применение при создании новых типов электронных приборов, в частности, точной электроники, военной техники и т.д.  По результатам проведенных работ были опубликованы статьи в авторитетных зарубежных научных журналах Journal of Electronic Materials, Nuclear Instruments and Methods, Journal of Modern Physics, где представлены научные данные, полученные в мире впервые, а также возможности и преимущества нового метода. Исследования, которыми занимается наша группа на ускорителе АРЕАЛ, проводятся в рамках проекта Государственного комитета по науке Армении. Не знаю, удастся ли нам получить грант на продолжение этих работ, но участники нашей группы уверены в том, что институт Кендл во всех случаях предоставит нам все необходимые возможности для дальнейших исследований, - сказал Г. Ерицян.

ПУБЛИКАЦИИ ВЫЗВАЛИ ШИРОКИЙ РЕЗОНАНС В НАУЧНОЙ СРЕДЕ, продемонстрировали преимущества использования сверхкоротких импульсов и ускорителя нового типа. Сразу несколько научных групп, в том числе из Тбилисского государственного университета, Института проблем технологии микроэлектроники Российской академии наук, Института физических исследований АН Украины, изъявили желание  принять участие в проводимых на АРЕАЛЕ экспериментах.  Особенно перспективной представляется возможность получения путем облучения  в локальной области кристалла наноструктурных образований, что позволит создать в этом направлении новую методику. Радует и тот факт, что в проводимых экспериментах принимают участие и молодые исследователи и новое направление может стать перспективной темой для кандидатских диссертаций.

Сверхбыстрая радиационная физика твердого тела – фактически новое  научное направление, которое зародилось на ускорителе АРЕАЛ. Оно только начинает развиваться, и новые возможности практического применения результатов исследований с использованием сверхбыстрого облучения пока  трудно прогнозировать. Еще не проводились работы по изучению оптических свойств материалов в кристаллах под воздействием этого облучения, однако первые опубликованные результаты по электрофизическим исследованиям вызвали серьезный резонанс в научной среде, и уже сегодня есть достаточно оснований предполагать, что возможности ускорителя АРЕАЛ позволят выявить новые, неожиданные области их практического применения.