Учеными из НИЯУ МИФИ была разработана уникальная установка под названием ПРИЗМА, предназначенная для изучения потоков нейтронов, достигающих земной поверхности. Этот проект, представляющий собой значительный шаг вперед в области применения современных технологий в физике, был инициирован старшим научным сотрудником Института ядерных исследований Юрием Васильевичем Стенькиным и имеет под собой научную базу, необходимую для глубоких исследований в этой области.
Основой установки ПРИЗМА стали 36 детекторов, каждый из которых по своей конструкции напоминает пластиковую бочку, однако в их нижней части расположен специфический материал – сцинтиллятор. Этот материал обладает уникальной способностью светиться при прохождении через него заряженных элементарных частиц. Для регистрации световых вспышек в верхней части корпусов установлены фоточувствительные элементы.
Как пояснил руководитель проекта, кандидат физико-математических наук Дмитрий Громушкин, идея применения сульфида цинка, активированного ионами серебра, как основного чувствительного материала возникла в ходе первой разработки установки. Однако после обсуждений было решено дополнить этот материал изотопом лития-6, который активно взаимодействует с нейтронами. Благодаря таким реакциям образуются частицы трития и гелия-4, способные порождать вспышки света, что позволяет одновременно регистрировать нейтроны и другие элементарные частицы.
Изначально ПРИЗМА была задумана для исследования широких атмосферных ливней, возникающих из-за взаимодействия высокоэнергетических частиц космоса с верхними слоями атмосферы. При столкновении протонов с атомными ядрами воздуха возникают мезоны, раскладывающиеся на сотни миллионов вторичных частиц, спускающихся на землю в виде широкого потокового каскада. Установка ПРИЗМА с успехом регистрирует как зарядовые частицы, так и тепловые нейтроны, получая ключевые данные о структуре этих процессов.
С увеличением интереса к темам, связанным с нейтронами, возникла необходимость модернизации установки. Как отметил ученый, ответственный за электронику установки, доцент Иван Шульженко, модернизация позволила установить два режима работы: первый — для регистрации широких атмосферных ливней с определением откликов, второй — для регистрации одиночных нейтронных событий. Это сочетание режимов, по его словам, стало сложной, но интересной задачей, успешно решённой командой.
Поддержка Российского научного фонда позволила провести необходимые изменения. Важной частью работы также стала разработка математической модели, выполненная доцентом Анной Дмитриевой. Она сообщила, что для полноценного анализа данных требуется учитывать взаимодействие множества частиц и их взаимодействия с детекторами. Моделирование учло все химические и физические свойства материалов, обеспечив точность результатов.
Установка ПРИЗМА активно фиксирует различные события на Солнце, которые могут быть неожиданными. Дмитрий Громушкин добавил, что данное оборудование предоставляет обширный массив экспериментальных данных, что делает его полезным для студентов и исследователей. «Мы приглашаем к сотрудничеству всех, кому интересен современный физический эксперимент. У нас есть множество материалов, подходящих для ваших научных работ», – заключил он.