Fundamentální experimenty ve fyzice mikrosvěta

Transkript

1 Část II. Fundamentální experimenty ve fyzice mikrosvěta vz18-exp-00-z-last.doc II-AB Přehled dílčích cílů a konkrétních výstupů experimentální části v roce 2000 Program experimentální části záměru byl v roce 2000 určován především projekty dlouhodobé spolupráce řešitelských pracovišť s CERN a s SÚJV Dubna. Do projektů spolupráce s SÚJV Dubna přitom obsahově zapadaly i práce věnované experimentům provedeným v ILL Grenoble, na TU Mnichov a v Saclay. Konkrétní práce v experimentální části byly rozděleny do 7 dílčích subprojektů. Pro každý z nich uvádíme počet publikačních a dalších výstupů a seznam pracovníků, kteří na jednotlivých subprojektech pracovali, a to a) z FJFI (abecedně, bez titulů), b) externí spolupracovníky, c) studenty a doktorandy z fakult ČVUT. Případné detailnější popisy výsledků dosažených v jednotlivých subprojektech jsou uvedeny v přílohách. (1) ATLAS na LHC. Nosnou spoluprací s CERN byla účast na stavbě experimentu ATLAS na LHC. Jde o dlouhodobý projekt. Pracovníci ČVUT se v rámci experimentu ATLAS podíleli: - na vývoji a testování detekčních modulů pro stavbu polovodičové části v dopředné oblasti vnitřního detektoru (ATLAS - ID - SCT FWD); - na návrhu fyzikálního a technického řešení neutronového stínění v dopředné oblasti experimentu ATLAS. Experimentální práce na vývoji SCT FWD probíhaly jak v Praze tak v zahraničí a byly v podstatné míře koordinovány s programem Středoevropského clusteru vytvořeného pro stavbu této části vnitřního detektoru ATLAS Univerzitou ve Freiburgu, MPI Mnichov, NIKHEF Amsterodam, IHEP Protvino, ČVUT Praha a UK Praha. Bylo zahájeno testování jednotlivých modulů systému pro detekci se stripovými detektory. Vyvíjela se metodika a software pro hromadné testování stripových detektorů. Byly prováděny testy radiační odolnosti křemíkových detektorů. Členové řešitelského kolektivu se podíleli na testech detektorů a detekčních modulů jak na svazcích vysokoenergetických částic v CERN tak v laboratořích spolupracujících institucí. V Praze práce probíhaly již v nově budované společné laboratoři KF FJFI a ÚF FSI ČVUT. Detailně jsou práce na této části projektu popsany v příloze č. 1/I. Práce na vývoji masivního neutronového stínění byly orientovány jednak na fyzikální optimalizaci tohoto stínění z pohledu jeho efektivnosti a ceny, jednak na návrh jeho konstrukce a výroby. Problematika je řešena na FJFI a na FD ČVUT. Na FD je problematika vývoje stínění hlavní náplní účasti na tomto záměru. Detailně jsou

2 výsledky dosažené v rámci této části řešení úkolu shrnuty jak za FJFI tak za FD v příloze 1/II. Zodpovědným řešitelem této části záměru je Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc. Výsledky prací vyústily v 8 výstupů, které jsou uvedeny v části II-B této zprávy. Na pracech orientovaných na experiment ATLAS přitom spolupracovali: a) T. Čechák, T. Horažďovský, D. Chren, J. Jakůbek, J. Klusoň, J. Koníček, V. Machek, S. Pospíšil, P. Puchmajer, J. Sodomka, M. Solar, B. Sopko, M. Šiňor, I. Štekl, J. Turek; b) Dr. V. Kovalenko (SÚJV Dubna), Prof. C. Leroy (Montreal University), Prof. J. Ludwig (Freiburg University), Prof. K. Runge (Freiburg University), Dr. M. Shupe (University of Arizona), Dr. W. Witzeling (CERN), Dr. Z. Doležal (MFF UK), Dr. R. Leitner (MFF UK), Doc. V. Šimák (FzÚ AV ČR), Prof. I. Wilhelm (MFF UK) a další domácí a zahraniční partneři z projektu ATLAS; c) I. Bědajánek, Ing. J. Beneš, Mgr. Z. Kohout, Ing. V. Linhart, Ing. R. Otec, Ing. J. Palla, Ing. K. Smolek, S. Tourneur. (2) Experiment DIRAC. Významnou částí spolupráce s CERN byla účast na mezinárodním experimentu DIRAC (Dimension Relativistic Atom Complex). Cílem projektu je změření doby života atomu π + π - v základním stavu umožňující určení s-vlnových délek π + π - rozptylu s přesností lepší než 10%. K experimentu se využívá protonového svazku o vysoké energii a intenzitě na protonovém synchrotronu v CERN. Nositelem projektu je pracoviště KDAIZ ČVUT (zodpovědný řešitel Doc. Ing. Tomáš Čechák, CSc.). V rámci této dílčí části záměru byly realizovány 2 výstupy (viz. souhrn publikací za experimentální část celého projektu v části II-B této zprávy). Na pracech v rámci projektu DIRAC se podíleli: a) Z. Berka, T. Čechák, J. Gerndt, J. Klusoň, V. Spěváček; b) Dr. Lednický (FzÚ AV ČR). V roce 2000 v rámci tohoto subprojektu - bylo provedeno měření polí záření gama a neutronů pomocí stopových detektorů v okolí výstupu svazku urychlovače PS v CERNu, u horizontálních hodoskopů a v oblasti mionových detektorů; - byly realizovány pomocné experimenty s cílem rozlišit složku rychlých neutronů a vysokoenergetických nabitých částic; - byla provedena měření spekter nabitých částic; - byl implementován program MCNP IV umožňující simulaci transportu fotonů a neutronů a ten byl následně využit k výpočtům stínění. V roce 2001 se plánuje pokračovat v práci na běžícím experimentu DIRAC. (3) Vývoj nových typů polovodičových detektorů záření a polohově citlivých detekčních struktur. 2

3 K vývoji nových typů polovodičových detektorů s perspektivou jejich užití v experimentech na LHC a v praktických aplikací pro zobrazování s pomocí záření, sloužily výzkumné práce probíhající v rámci t. zv. RD programů (RD48-ROSE, RD49 a Medipix), které probíhají v široké mezinárodní spolupráci v koordinaci prostřednictvím CERN. Program RD-48-ROSE (Výzkum a vývoj radiačně odolného křemíku). Nositeli projektu jsou FJFI a FSI ČVUT. Projekt je řešen ve spolupráci s MFF UK. Jeho zodpovědným řešitelem je Prof. RNDr. Bruno Sopko, DrSc. V rámci této dílčí části záměru bylo realizováno 8 výstupů (viz. část II-B zprávy). Na programu se podíleli: a) J. Gurovič, T. Horažďovský, D. Chren, J. Koníček, S. Pospíšil, M. Solar, B. Sopko, M. Šiňor, S. Vacková, M. Vrbová; b) Dr. A. Houdayer (Montreal University), Prof. C. Leroy (Montreal University), Prof. K. M. Smith (Glasgow University), Dr. J. Kundrotas (PI Vilnius), Prof. A. Dargys (PI Vilnius), Dr. M. Moll (CERN), Dr. G. L. Casse (Liverpool University), Dr. Z. Doležal (MFF UK), Prof. I. Wilhelm (MFF UK), Dr. J. J. Mareš (FzÚ AV ČR) a další domácí a zahraniční partneři z programu RD48; c) Mgr. Z. Kohout, Ing. V. Linhart, F. Pokorný. Hlavním cílem projektu je dosažení vyšší radiační odolnosti křemíkových detektorů ionizujícího záření. Pro tyto účely se využívá exotických křemíkových materiálů (např. silně dopovaných kyslíkem, uhlíkem). Ke studiu takových materiálů od různých dodavatelů (včetně Polovodiče, a.s.) a z nich vyrobených zkušebních struktur bylo využito nově osvojené měřicí techniky DLTS a metod měření C-V a I-V charakteristik. Sledovala se kinetika a charakter poruch a stabilita diod po ozáření. Pro automatizaci těchto měření bylo vyvinuto programové vybavení. Laboratorní vzorky diod vyrobených z těchto materiálů jsou testovány jako detektory záření alfa, beta a urychlených protonů. Na pracovišti FSI ČVUT, které se soustřeďuje na úkoly orientované technologicky, se zkoumaly i vlastnosti dalších substrátů a struktur z materiálů perpektivních pro detektory a dozimetry ionizujícího záření, jako jsou GaAs, CdZnTe, diamant a InP (konkrétně viz. příloha č. 2). Pracoviště FJFI ČVUT se zaměřuje na spektrometrické testy s ionizujícím zářením. Na MFF UK jsou realizovány testy detektorů v laboratoři urychlovače Van de Graaff. Novým směrem v tomto projektu je experimentální sledování vlastností t.zv. "kvantových jam" (Quantum Wells (QW), Multiple QW (MQW)) pomocí ionizujícího záření a fotoluminiscence, kterému byla v r na FJFI věnována ve spolupráci se zahraničními partnery (Vilnius, Glasgow) značná pozornost (viz přílohy č. 2 a 3). Program RD49 - Study of the Radiation Tolerance of ICs for LHC. Jeho nositelem je MFF UK (zodpovědný řešitel Prof. Ing. I. Wilhelm, CSc.). Na ČVUT na něm participují pracoviště z FJFI a FSI. V tomto programu jsou sledovány efekty výpadků integrovaných obvodů způsobené nabitými částicemi a neutrony (t.zv. SEE Single Event Effects). Ke sledování efektů vyvolávaných neutrony bylo skupinou Praha- Montreal navrženo užít techniky TOF s pomocí přidružených částic. Projekt byl v rámci kolaborace RD49 předložen, přijat a v roce 2000 byla zahájena příprava TOFexperimentů na Van de Graaffově urychlovači MFF UK. V uplynulém roce se aktivity v 3

4 tomto programu promítly do jednoho publikačního výstupu (viz. seznam publikací v části II-B). Na práci se podíleli následující pracovníci: a) T. Čechák, T. Horažďovský, J. Klusoň, S. Pospíšil, B. Sopko, M. Šiňor; b) Dr. P. Jarron (CERN), C. Leroy (Montreal University), Dr. J. Brož (MFF UK), Dr. Z. Doležal (MFF UK), Prof. I. Wilhelm (MFF UK). Program MEDIPIX (Vývoj pixelových detektorů pro detekci fotonů X-záření v medicíně). Projekt je řešen ve spolupráci pracovišť z FJFI a FSI, zodpovědným řešitelem je Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc. Hlavním cílem projektu je vývoj a testování MEDIPIX2 hybridního R/O systému spojeného s pixelovým detektorem pro jednofotonovou detekci X-záření k zobrazování v medicině. Tato spolupráce mezi 13 evropskými univerzitami a výzkumnými centry byla ustavena v CERN v září r V rámci dělby práce na pracoviště z ČVUT připadají v roce 2000 následující úkoly: - testy interface mezi "pixel system motherboard" (koordinuje NIKHEF Amsterdam); - vývoj R/O SW (koordinuje Univerzita v Napoli); - výroba GaAs MEDIPIX pixel detektorů MESA technologií; - spektrometrické testy pixel systémů; - vývoj polohově citlivých neutronových detektorů. Novým směrem v tomto projektu je experimentální studium možného využití t.zv. "Multiple Quantum Wells" jako paměťového dozimetrického media s perspektivou náhrady filmů. Práce na programu Medipix přinesly v roce výstupů, jak je doloženo v části II-B zprávy. Detailnější popis aktivit je v příloze č. 3. Na pracech se v rámci tohoto projektu podíleli: a) T. Horažďovský, D. Chren, J. Gurovič, J. Jakůbek, J. Koníček, S. Pospíšil, M. Solar, B. Sopko, M. Šiňor, S. Vacková, M. Vrbová; b) Prof. C. Leroy (Montreal), Dr. B. Mikulec (CERN), Dr. M. Campbell (CERN), M. Maiorino (Napoli University), A. Sbrizzi (Napoli University), Prof. P. Russo (Napoli University), Dr. J. Visschers (NIKHEF Amsterdam), Prof. K. M. Smith (Glasgow University), Dr. J. Kundrotas (PI Vilnius), Prof. A. Dargys (PI Vilnius), Doc. Ch. Froejdh (MH Sundsvall) a další zahraniční partneři z programu Medipix; c) Ing. V. Linhart, Ing. D. Vavřík (ÚTAM AV ČR). Část záměru orientovaná na projekty jaderné fyziky nízkých energií vycházela z programů spolupráce s SÚJV Dubna. Šlo především: - o velký mezinárodní projekt studia dvojitého rozpadu beta (experimenty NEMO a TGV); - studium vlastností středně těžkých deformovaných atomových jader (jmenovitě šlo o studium struktury jádra 159 Gd pomocí radiačního záchytu neutronů a přímých reakcí); - o studium polarizace nukleonů v pružném N-N rozptylu. Experimenty byly provedeny na urychlovači SATURNE II v LNS Saclay (Francie) v široké mezinárodní spolupráci (LNS, Dubna, Geneve Univerzity, ANL, UCLA, Freiburg Univerzity). 4

5 (4) Studium dvojitého rozpadu beta. Dílčí projekt věnovaný experimentálnímu studiu dvojitého rozpadu beta je postaven na experimentech NEMO (bezneutrinový dvojitý beta rozpad 100 Mo), TGV I (měření dvojitého beta rozpadu 48 Ca) a TGV II (měření dvojitého elektronového záchytu 106 Cd), které jsou umístěny v podzemní laboratoři v Modane (Francie). Zodpovědným řešitelem tohoto projektu je Ing. Ivan Štekl, CSc. Úkol je řešen ve spolupráci ČVUT FJFI Praha, ÚJF AV ČR Řež, SÚJV Dubna (Rusko), UK Bratislava a CSNSM Orsay. Práce na něm v roce 2000 přinesly 9 výstupů, jak je doloženo v části II-B zprávy. Detailnější popis aktivit je v příloze č. 4. Na programu se podíleli: a) Z. Janout, J. Koníček, I. Štekl; b) Dr. V. B. Brudanin (SÚJV Dubna), Dr. V. Kovalenko (SÚJV Dubna), Dr. A. Kovalík (ÚJF AV ČR - SÚJV Dubna) a další převážně zahraniční partneři; c) P. Beneš, Ing. P. Čermák, Ing. L. Vála. Řešení se v roce 2000 soustředilo především na dokončení spektrometru TGV, na odladění elektronické části spektrometru, na vývoj programového vybavení spektrometru, na konstrukci stínění a na měření pozadí v podzemní laboratoři v Modane. Hlavní přínos české strany spočíval v tomto roce ve vývoji programového vybavení pro testování, nastavení a čtení dat ze spektrometru TGV, v odladění elektroniky spektrometru TGV a ve zpracování naměřených pozaďových dat. V souladu se záměrem projektu byl zhotoven spektrometr TGV II složený z 32 HPGe detektorů, byly provedeny potřebné simulace Monte Carlo, provedeny teoretické výpočty související s danou problematikou. Dále byly zhotoveny zdroje 106 Cd (12.7 g). S měřením Cd se počítá v v tříletém období od konce roku Projekt NEMO je velkým mezinárodním experimentem, který má být uveden do provozu v srpnu Kolektiv z FJFI ČVUT je v něm zodpovědný za konstrukci detektoru, konkrétně za jeho mechanickou část, stínění a zpracování dat pro dvouneutrinový kanál rozpadu. (5) Studium vlastností středně těžkých deformovaných atomových jader. Projekt je v současnosti soustředěn na studium struktury atomového jádra 159 Gd. Vychází z jedné z nejstarších kooperací českých jaderných fyziků s SÚJV, která je zaměřena na radiační záchyt rezonančních neutronů středně těžkými a těžkými jádry. Dřívější experiment 158 Gd(n res,γ) provedený v Dubně na reaktoru IBR-2 byl v posledních dvou letech rozšířen o experiment 158 Gd(n,γ) realizovaný v roce 1998 v ILL Grenoble na precizním krystalovém spektrometru GAMS2/3. V tomto případě šlo o historicky první experiment českých fyziků přijatý vědeckou radou ILL. Práce byla doplněna o experimenty provedené v letech 1999 a 2000 na tandemovém urychlovači TU Mnichov za přímé účasti našich studentů. Šlo o měření reakcí 158 Gd(d,p) a 160 Gd(d,t) včetně měření úhlového rozdělení protonů z reakce (d,p). Tyto experimenty budou pokračovat i v roce Rozsáhlá experimentální data jsou v současné době zpracovávána (jsou předmětem diplomové práce L. Rubáčka a disertační práce C. Granji). V uplynulém roce byla dokončena stavba unikátní koincidenční gama-gama 5

6 spektroskopické aparatury (disertace Ing. J. Jakůbka, školitel S. Pospíšil), jež skýtá perspektivu užití pro měření kaskádních gama-gama přechodů. Zodpovědným řešitelem tohoto dílčího projektu je Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc. Výsledky dosažené v roce 2000 tvoří 6 výstupů (viz. část II-B). Detailnější popis aktivit v tomto projektu je v příloze č. 5. Na pracech se jmenovitě podíleli: a) J. Jakůbek, S. Pospíšil; b) Dr. S.A. Těležnikov (SÚJV Dubna), Prof. T. von Egidy (TU Mnichov), H. Wirth (TU Mnichov), Prof. A. Aprahamian (Notre Dame University), Dr. H. Boerner (ILL Grenoble); c) Ing. C. Granja, L. Rubáček. (6) Program "N-N rozptylu" Projekt byl zaměřen na vyhodnocení a shrnutí rozsáhlých experimentálních dat získaných v letech 1980 až 1995 v rámci programu nukleon-nukleon (NN) na urychlovači SATURN II, kde byly měřeny pp a np spinově závislé totální účinné průřezy stejně jako pp, np a pn elastické a kvazielastické pozorovatelné rozptylové veličiny. Oblast kinetických energií v případě pp pokrývala 0.48 GeV až 2.8 GeV, v případě np byla od 0.31 GeV do 1.1 GeV a kvazielastická data byla získána z oblasti od 0.54 GeV do 2.4 GeV. Rozptylové veličiny byly měřeny ve velkém úhlovém rozsahu. Měření byla realizována s polarizovanými i nepolarizovanými svazky protonů, deuteronů a neutronů a/nebo s polarizovanými a nepolarizovanými protonovými a deuteronovými terči pro různé kombinace počátečních a koncových polarizačních směrů. Analýzy dat byly v uplynulém roce ukončeny a jejich vyhodnocení bude pokračovat do roku V projektu reprezentoval FJFI ČVUT prof. Ing. Zdeněk Janout, CSc. V loňském roce bylo publikováno revidované shrnutí všech získaných pp dat (pro 6112 bodů). Publikační výstupy za rok 2000 (celkem 2) jsou uvedeny jmenovitě v části II-B této zprávy. Detailnější popis řešení tohoto dílčího úkolu je obsahem přílohy č. 6. Na pracech se podíleli: a) Z. Janout; b) Dr. F. Lehar (Saclay) a řada dalších zahraničních spolupracovníků. (7) Neutronografická strukturní analýza materiálů a rozvoj metod založených na vlnových vlastnostech neutronů. Tato problematika je řešena na KIPL FJFI ČVUT. Průběh řešení tohoto tematického úkolu je spolu s plány na další rok podrobně popsán v příloze č. 7 vypracované zodpovědným řešitelem prof. Ing. Stanislavem Vratislavem, CSc. Cíle tohoto dílčího úkolu záměru byly v návaznosti na dlouhodobý výzkumný program laboratoře neutronové difrakce KIPL FJFI ("Neutronografická strukturní analýza materiálů a rozvoj metod založených na vlnových vlastnostech neutronů") stanoveny takto: 6

7 - výzkum strukturních parametrů a jejich transformací u technicky perspektivních materiálů metodikami rozptylu tepelných neutronů; - využití kombinace difrakční techniky pro konstantní vlnovou délku s technikou time of flight ( ve spolupráci s Laboratoří neutronové fyziky SÚJV Dubna ); - modernizace experimentálního zařízení spojeného s difraktometru KSN-2. Konkrétně byly v roce 2000 sledovány sloučeniny typu (N(H/D) 4 Rb 1-x MnF 3 a iontové vodiče s perovskitovou strukturou typu Li 0,5-x La 0,5+x Ti 1-3y M 3y O 3. Vedle toho byly realizovány experimenty "Time of flight" se vzorky zeolitů typu Y. V rámci inovace experimentálního zařízení (difraktometru KSN-2) byly prováděny funkční zkoušky dvojnásobně fokusovaného Si(311) monochromátoru společně s polohově citlivým detektorem. Bylo přitom prokázáno, že dochází ke zlepšení rozlišovací schopnosti a zvýšení rychlosti snímání difrakčních neutronogramů. Výsledky dosažené v roce 2000 tvoří 6 výstupů (viz. část II-B). Detailnější popis aktivit v tomto projektu je v příloze č. 7. Plán pro rok 2000 byl splněn, další dosažené výsledky jsou připravovány k publikování. Na pracech v rámci tohoto subprojektu se v roce 2000 jmenovitě podíleli: a) M. Dlouhá, Z. Tomiak, S. Vratislav, M. Pleninger (technický pracovník); b) partneři z University Barcelona a z LNF SÚJV Dubna; c) S. Tikhomirov. II-B Seznam výstupů experimentální části záměru v r Publikace, které vyšly nebo byly přijaty k publikování v r v mezinárodních časopisech a ve sbornících mezinárodních konferencí Štekl, I.; Pospíšil, S.; Kovalenko, V. E.; Vorobel, V.; Leroy, C.; Piquemal, F.; Eschbach, R.; Marquet, Ch.: "Monte Carlo Simulations of Neutron Shielding for the ATLAS Forward Region". Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A 452 (2000) (1) Ropotar, I.;... ; Jakůbek, J.; Pospíšil, S.; Sopko, B.; Štekl, I. et al.: "The LHC1 Pixel Detector Studied in 120 GeV/c Pion Test Beam". Nucl. Instr. and Meth. in Physics Reasearch A 439, 2-3 (2000) (3) Chren, D.; Juneau, M.; Kohout, Z.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Roy, P.; Saintonge, A.; Sopko, B.: "Study of the characteristics of silicon MESA radiation detectors". Contribution on the "1st International Workshop on Radiation Imaging Detectors", Sundsvall, Sweden, June 13-17, Accepted for publication in Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (March 2000). (3) Dargys, A.; Kundrotas, J.; Pospíšil, S.; Smith, K. M.: Quantum well radiation detectors: assessment and perspectives. Accepted for publication in Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (June 2000). (3) 7

8 Kundrotas, J.; Dargys, A.; Valušis, G.; Ašmontas, S.; Granja, C.; Pospíšil, S.; Koehler, K.: Changes of MQW photoluminescence under alpha particle irradiation. Accepted for publication in Superlattices and Microstructures (Dec 2000). (3) Kundrotas, J.; Dargys, A.; Granja, C.; Koehler, K.; Pospíšil, S.; Remeikis, V.; Smith, K.: Alpha particle induced liminescence from multiple quantum wells. Contribution to the 2 nd International Conference Advanced Optical Materials and Devices, Vilnius, Lithuania, August, Abstract of the contribution published in the book of Abstracts, Semiconductor Physics Institute, Vilnius, Lithuania. Contribution has been accepted for publication in the Proceedings of the Conference by the International Society for Optical Engineering. (3) Jech, Č.; Kubašta, J.; Pospíšil, S.: Formation and location of thoron daughter deposits on solid surfaces. Contribution to the Third Eurosymposium on Protection against Radon, Liege, May, Organized by the Czech Society for Radiation Protection, Czech Technical University, Belgium Association for Radiation Protection and by Liege University. Abstract accepted for publication in the Book of Abstracts. To be published in the Proceedings. (3) Brudanin, V. B.; Štekl, I. et al.: Double Beta Decay of 48 Ca in the TGV Experiment. NANP'99 Dubna, Jadernaja Fizika, vol.63, No.7, 2000, p (4) Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: The KLL Auger spectrum of 73 Ge from the EC-decay of 73 As. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.172. (4) Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A: Improved energy values of the 13.2 kev E2 transition in 73 Ge and the 61.2 kev M1 transition in 145 Pm. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.174. (4) Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: The KLL Auger spectrum of 145 Pm from the EC-decay of 145 Sm. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.177. (4) Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: The predicted strong influence of the relativistic effects on KL1L3 (3P0) Auger transition rate proved for Z=32, 45 and 61. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.178. (4) Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: Some natural atomic level widths of Ge, Pm, Dy and Ho. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.180. (4) 8

9 Semenov, S. V.; Šimkovic, F.; Khrushev, V. V.; Domin, P.: Contribution of the lowest intermediate state to the νββ-decay amplitude". NANP'99 Dubna, Jadernaja Fyzika, vol.63, No.7, 2000, p Phys. Atom. Nucl. 63 (2000) p (4) Pospíšil, S.; Bečvář, F.; Granja Bustamante, C.; Kubašta, J.; Telezhnikov, S. A.: "Secondary γ Transitions in 159 Gd After Neutron Capture at Isolated Resonances". Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, USA, 105 (2000) (5) C.E. Allgower, J.Ball, L.S. Barabash, P.-Y.Beauvais, M. Beddo, Y. Bedfer, J. Bystrický, P.- A. Chamouard, M. Combet, Ph. Demierre, J.-M. Fontaine, V. Ghazikhanian, D. Grosnick, R. Hess, Z. Janout, Z.F. Janout, V.A. Kalinnikov, T.E. Kasprzyk, Yu.M. Kazarinov, B.A. Khachaturov, R. Kunne, J.M.Lagniel, F.Lehar, J.L. Lemaire, A. de Lesquen, D. Lopiano, M. de Mali, V.N. Matafonov, G.Milleret, I.L. Pisarev, A.A. Popov, A.N. Prokofiev, D. Rapin, J.- L. Sans, H.M. Spinka, Yu.A. Usov, V.V. Vikhrov, B. Vuaridel, C.A.Whitten, A.A. Zhdanov : ANGULAR DEPENDENCE OF THE pp ELASTIC SCATTERING SPIN CORRELATION PARAMETER A oonn BETWEEN 0.8 AND 2.8 GeV; RESULTS FOR GeV. Phys.Rev. C62 (2000) (6) Dlouhá, M.; Natkaniec, I.; Rubin, J.; Smirnov, L.; Vratislav, S.: "Structural and magnetic phase transitions in (NH 4 ) x Rb 1-x MnF 3 perovskites (0.75 x 1)". ABSTRACTS of Seventh European Powder Diffraction Conference EPDIC-7 (J. Rius and X. Torrelles, eds.), Barcelona, Spain, May 2000, p.42. (7) Vratislav, S.; Dlouhá, M.; Bosáček, V.: "Structure determination of perovskites, high temperature superconductors and zeolites on the KSN-2 powder neutron diffractometer". In: Proc. of the 15 th Meeting of the International Collaboration on Advanced Neutron Sources, Tsukuba, Japan, 6-9 November, (7) 2. Sborníky a monografie Šiňor, M. (editor): XXVI European Conference on Laser Interaction with Matter. Book of Abstracts. FNSPE CTU Prague, Czech Republic (2000) 282 p. (3) 3. Rukopisy článků zaslaných do časopisů a sborníků mezinárodních konferencí Lindstroem, G.; ; Kohout, Z.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Sopko, B. et al.: Radiation Hard Silicon Detectors Development by the RD48 (ROSE) Collaboration. Paper submitted to the 4 th STD Hiroshima Conference, Hiroshima, Japan, March CERN - ROSE TN/2000/03. Submitted to Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (2000). (3) Houdayer, A.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Roy, P.; Sopko, B.; Courtemanche, S.; Stafford, M. C.: "Silicon planar MESA diodes as radiation detectors". Contribution to the "3 rd International Conference on Radiation Effects on Semiconductor Materials, Detectors and Devices", Florence, Italy, June 28-30, Submitted for publication in Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (2000). (3) Lindstroem, G.; ; Kohout, Z.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Sopko, B. et al.: Developments for Radiation Hard Silicon Detectors by Defect Engineering Results by the CERN RD48 (ROSE) 9

10 Collaboration. CERN - ROSE TN/2000/06. Paper submitted to the 6 th Electronics for LHC Experiments, Cracow, Poland, Sept, (3) Workshop on Whitehill, C.; Kazauskas, V.; Kuprusevicius, E.; Linhart, V.; Palenskis, V.; Pospíšil, S.; Smith, K. M.; Thayne, I.; Vaitkus, J.; Wilhelm, I.: "Analysis of defects and noise spectra in proton irradiated VPE GaAs". Contribution to the "2 nd International Workshop on Radiation Imaging Detectors", July 2-6, 2000, Freiburg i. Br., Germany. Submitted for publication in Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (Oct 2000). (3) 4. Publikace, které vyšly nebo byly přijaty k publikování ve sbornících domácích konferencí Tolar, J.; Čechák, T.; Pospíšil, S.; Sodomka, J.; Sopko, B.; Šiňor, M.; Vratislav, S.: "Fundamental Experiments in Physics of Microworld". Contribution to the CTU Workshop 2000, CTU in Prague, Czech Republic. Published in the Proceedings of the Workshop 2000, Part A, CTU Reports, Special Issue, Vol. 4 (July 2000) p. 54. (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) Čechák, T.; Klusoň, J.; Gerndt, J.; Spěváček, V.; Lednický, R.; Turek, K.: "Mion Detector Shielding for DIRAC Project in CERN". Workshop 2000, Vol. B, CTU Prague (2000) 491.(2) Chren, D.; Horažďovský, T.; Kohout, Z.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Sopko, B.: "Properties of the silicon MESA detectors of highly energetic particles" (In Czech). Abstract published in "Sborník příspěvků ze semináře Odborné skupiny Polovodiče Fyzikální vědecké sekce Jednoty českých matematiků a fyziků, Liblice 2000", Liblice, Česká republika, , p. 22. (3) Ndiaye, I.; Jakůbek, J.; Pospíšil, S.; Vobecký, M.: Coincidence Instrumental Activation Analysis. Contribution to the CTU Workshop 2001, CTU Reports, Czech Republic. To be published in the Proceedings of the Workshop. (5) Granja, C.; Pospíšil, S.; Rubáček, L.; von Egidy, T.; Wirth, H. F.; Boerner, H.; Lehman, H.; Telezhnikov, S. A.; Aprahamian, A.; Chrien, R. E.: Spectroscopy of 159 Gd. Contribution to the CTU Workshop 2001, CTU Reports, Czech Republic. To be published in the Proceedings of the Workshop. (5) J. Ball, J.-M. Fontaine, F. Lehar, A. de Lesquen, L. van Rossum, B. Aas, D. Adams, C.E. Allgower, J. Arignon, J. Arvieux, H. Azaiez, P. Bach, L.S. Barabash, Y. Bedfer, B. Benda, M. Beddo, N.S. Borisov, A. Boutefnouchet, J. Bystrický, P.-A. Chamouard, P. Chaumette, P. Chesny, M. Combet, S. Dalla Torre-Collauti, Ph. Demierre, J. Derégel, Ph. Drompt, G. Durand, A.P. Dzyubak, J. Fabre, G. Gaillard, C. Gaudron, V. Ghazikhanian, J.-P. Godour, J. Gordon, J. Gosset, D.P. Grosnick, T. Hasegawa, R. Hess, G. Igo, Z. Janout, Z.F. Janout, T.E. Kasprzyk, V.A. Kalinnikov, Yu.M. Kazarinov, B.A. Khachaturov, R. Kunne, C.D. Lac, W.R. Leo, D. Lopiano, M. de Mali, A. Martin, J.P. Meyer, A. Michalowicz, G. Milleret, A. Nakach, C.R. Newsom, T. Niinikoski, Y. Onel, V.N. Matafonov, A. Penzo, F. Perrot-Kunne, F. Petit, I.L. Pisarev, A.A. Popov, A.N. Prokofiev, D. Rapin, M. Rieubland, J.-L. Sans, T. Siemiarczuk, J. Simmons, P. Sormani, F. Sperisen, H.M. Spinka, A. Teglia, Yu.A. Usov, V.V. Vikhrov, A. Villari, J. Vrzal, B. Vuaridel, J. Yonnet, C.A. Whitten and A.A. Zhdanov : PROTON-PROTON DATA MEASURED BY THE NUCLEON-NUCLEON 10

11 COLLABORATION AT SATURNE II. CTU Reports (Prague) 4 (2000) 247 pages (in English). (6) Dlouhá M., Vratislav S. and Smirnov L.S.: "Neutron Diffraction Study of Structural Features of Phase Transitions in Rb(1-x)(NH4)xMnF3 Systems". Proceedings of the CTU Workshop 2000, CTU Reports, February 14-16, 2000, p.65. (7) Dlouhá M., Vratislav S. and Mestres L.: "Crystal Structure Refinement of the Li-La-Ti-Mn-O Ionic Conductors by Neutron Diffraction". Proceedings of the CTU Workshop 2000, CTU Reports, February 14-16, 2000, p.48 (7) Vratislav S., Dlouhá M., Kalvoda L.: "New Instrumentation of the KSN-2 Neutron Diffractometer for Structure Research". Proceedings of the CTU Workshop 2001, CTU Report, February 5-7, (7) 5. Reporty vydané v zahraničních organizacích Beneš J., Doležal Z., Kodyš P., Kubík P. et al.: "Report on the SCT Forward Electrical Module Program". Atlas Internal Note ATL-INDET , CERN (1) Berka, Z.; Čechák, T.; Klusoň, J. et al.: "First Observation of πk Atom and its lifetime". Cern/SPSC , SPSC/P284 Add. 2, 17 August (2) Jarron, P.;... Čechák, T.; Klusoň, J.; Pospíšil, S.; Sopko, B.; Wilhelm, I. et al.: 3 rd Status Report of the RD49 Collaboration: "Study of the Radiation Tolerance of ICs for LHC". CERN/LHCC (3) Chren, D.; Kohout, Z.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Roy, P.; Sopko, B.: "Study of the characteristics of silicon MESA radiation detectors". Contribution to the "5 th Workshop Radiation Hardening of Silicon",CERN, March RD48 Report, CERN/LEB (2000) (3) 6. Diplomové a disertační práce obhájené v roce 2000 v rámci experimentální části záměru Stephane Tourneur: Monte-Carlo Simulations of Different Concepts for Shielding in the ATLAS Forward Region. Diplomová práce, ENSP ULP Strasbourg (2000). Vedoucí S. Pospíšil, odborný konzultant I. Štekl. (1) Pavel Čermák: Rozlišení beta částic a kvant záření gama podle tvaru impulzu". Diplomová práce FJFI ČVUT v Praze (2000). Vedoucí I. Štekl. (4) Jan Jakůbek: "Flexibilní multiparametrická aparatura pro koincidenční spektroskopii a sledování parametrů detektorů". Disertační práce, FJFI ČVUT v Praze, září Vedoucí S. Pospíšil. Obhajoba bude v březnu (5) 7. Další výstupy 11

12 Dlouhá M., Vratislav S.: "Powder Diffraction Investigations in the Neutron Diffraction Laboratory of the Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering". Inovace 2000, 7 th International Symposium and exhibition, December 5-8, 2000, Prague. (7) Granja, C.: "High Resolution Gamma Spectroscopy of of 159 Gd". Referát na VII. International Hispanesis Summer School "Nuclear Physics 2000: Masters Lessons", Sevilla, Španělsko, (5) Rubáček, L.: "Study of 159 Gd via Transfer Reactions". Referát na VII. International Hispanesis Summer School "Nuclear Physics 2000: Masters Lessons", Sevilla, Španělsko, (5) Smolek, K.: "Top-antitop spin properties". Referát v zastoupení autorů K. Smolek, V. Šimák na poradě pracovní skupiny TOP experimentu D0, listopad 2000, FNAL, Batavie, USA. (1) Smolek, K.: "Spin correlations of top quarks". Referát v zastoupení autorů K. Smolek, V. Šimák na poradě pracovní skupiny TOP experimentu ATLAS, 4. října 2000, CERN. (1) Stephane Tourneur, francouzský student ENSP ULP Strasbourg, absolvoval celou diplomovou praxi v Praze. Posléze diplomovou práci velmi úspěšně obhájil na své mateřské univerzitě. S. Pospíšil byl přizván jako člen státní závěrečné komise při ENSP ULP Strasbourg. Takové diplomové praxe studentů z univerzity ve Strasbourgu ve SJF KF FJFI ČVUT se stávají tradicí. (1) O vedení diplomové práce s tématem simulování náhodných drah v detektorech SCT FWD požádal student ULP Strasbourg Sebastien Greder. Diplomovou praxi vykoná v Praze pod vedením S. Pospíšila a I. Štekla v roce (1) Ivan Bědajánek: Simulace pozadí indukovaného v experimentech ATLAS na LHC metodou Monte-Carlo. Příprava diplomové práce FJFI ČVUT v Praze. Vedoucí I. Štekl, konzultant S. Pospíšil, termín obhajoby červen (1) Petr Beneš: Spektrometr TGV II pro měření dvojitého rozpadu beta 106 Cd. Příprava diplomové práce FJFI ČVUT v Praze. Vedoucí I. Štekl, termín obhajoby červen (4) Lukáš Rubáček: Spektrometrie jádra 159 Gd s pomocí přímých reakcí s přenosem neutronu". Příprava diplomové práce FJFI ČVUT v Praze (2000). Vedoucí S. Pospíšil, konzultanti prof. T. von Egidy, TU Mnichov, prof. G. Graw, LMU Mnichov. Termín obhajoby červen (5) P. Čermák, I. Štekl, et al.: Distinguishing of beta particles and gamma-rays. Prepared for publication in NIM A. (4) Štekl, I.; Bědajánek, I.; Eschbach, R.; Kovalenko, V. E.; Leroy, C.; Marquet, Ch.; Palla J.; Piquemal, F.; Pospíšil, S.; Shupe, M.; Sodomka, J.; Škoda, L.; Tourneur, S.; Vorobel, V.: "Monte Carlo simulations of different concepts for shielding in the ATLAS Forward Region". Prepared for publication in NIM A. (1) 12

13 Sodomka, J.; Leroy, C.; Machek, V.; Palla J.; Puchmajer, P.; Pospíšil, S.; Štekl, I.; Škoda, L.: "Proposal of the technical design of the ATLAS Forward Region Shielding ". Prepared for publication in NIM A. (1) Bylo předneseno cca 10 referátů na mezinárodních poradách v CERN, které byly věnovány experimentu ATLAS (problematiky SCTFWD a Stínění). Referáty přednesli J. Palla, S. Pospíšil, J. Sodomka a I. Štekl. (1) Ing. D. Vavřík z ÚTAM AV ČR spolupracující s Ing. J. Jakůbkem na projektu Medipix, získal postdoktorandský grand GA ČR na sledování šíření trhlin dynamickou defektoskopií s pomocí transmise záření X a jeho detekce s užitím pixel detektorů. Tato nová myšlenka byla podpořena grantem Marie-Curie Fellowship (zahraničním partnerem je NIKHEF Amsterdam). (3) Aktivity v projektu, který je zaměřen na vývoj detektorů, přivedly k účasti v EU FP5 projektu "3D-RID - 3D Detector Structures for Radiation Imaging", který byl podán 22/9/2000 ve spolupráci se 7 zahraničními institucemi z Velké Británie, SRN, Švédska, Finska. Zodpovědným řešitelem za ČVUT je S. Pospíšil. (3) Tři vystoupení na poradách projektů MEDIPIX a RD48-ROSE v CERN (D. Chren, J. Jakůbek, S. Pospíšil). (3) Série vyzvaných přednášek na téma "Detektory neutronů" na Midhoegskolan v Sundsvallu (Technická univerzita středního Švédska), 6 hodin přednášek, S. Pospíšil. (3) Ing. Ivan Štekl, CSc., působí jako člen organizačního výboru konference "Biannual Workshop on Calculation of Double-Beta-Decay Matrix Elements - MEDEX". (4) Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc. byl v letech 1999 až 2000 členem vědeckých poradních vyborů 3 mezinárodních konferencí pořádaných v zahraničí. Šlo o sérii "International Workshop on Radiation Imaging Detectors" (IWORID 1999 Sundsvall, Švédsko; IWORID 2000, Freiburg, SRN) a o velkou světovou konferenci IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Lyon, October 2000, Francie. (3) Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc. byl pro rok 2001 ustanoven členem vědeckých poradních vyborů 2 mezinárodních konferencí pořádaných v zahraničí. Šlo o další konferenci ze série "International Workshop on Radiation Imaging Detectors", IWORID 2001, pořádanou v Cagliari, Italie a o velkou světovou konferenci "7th International Conference on Avanced Technology and Particle Physics", Villa Olmo, Como 2001, Italie. (1, 3) II-C Zvolený postup řešení Výzkum v experimentální části záměru bezprostředně navazoval na projekty úspěšně řešené na ČVUT (FJFI, FSI, FD) ve spolupráci s AV ČR a s MFF UK ("Vývoj detektorů záření založených na III-V polovodičových materiálech", GA ČR 202/94/0901; "Dvojitý beta rozpad 100 Mo", GA ČR 202/94/0022; "Studium dvojitého beta rozpadu 106 Cd", GA ČR 202/98/1216; "Křemíkové souřadnicové detektory pro 13

14 základní výzkum ve fyzice částic", GA AV ČR A ; "The GaAs Collaboration", program RD8 v CERN podporovaný v letech MPO ČR; "ROSE - Radiation Hardening of the Silicon Detectors", program RD48 v CERN", podporovaný v letech MPO ČR; "Study of the Radiation Tolerance of ICs for LHC", program RD49 v CERN podporovaný v roce MPO ČR; "SCT FWD in Inner Detector" projektu "ATLAS - general-purpose pp experiment at the Large Hadron Collider at CERN", podporovaný v letech MPO ČR s výhledem do roku 2004; dlouhodobá spolupráce s SÚJV Dubna). Jde o projekty koordinované v tomto záměru převážně pracovníky ze skupiny jaderné fyziky katedry fyziky FJFI ČVUT. Postupně je přitom budováno experimentální zázemí pro vývoj a osvojení detekční techniky vycházející z unikátních technologií (pixelové, stripové detektory), které se stává základem pro zapojení do mezinárodní spolupráce na fundamentálních experimentech v jaderné a subjaderné fyzice. Významným způsobem byla rozvinuta počítačová infrastruktura pracovišť, a to jak na bázi pracovních stanic (3 stanice s OS UNIX) tak i počítačů kategorie PC Pentium. Ta slouží jak pro sběr dat při experimentech tak pro numerické výpočty, simulace Monte-Carlo a přístup k internetu. II-D Zhodnocení výsledků za rok 2000 Problematika experimentální části tohoto záměru představuje významný vědecký příspěvek k vysokoškolské fyzikální výchově studijního programu Aplikace přírodních věd FJFI ČVUT, zaměření Experimentální jaderná fyzika. Tato část záměru odpovídá dlouhodobé představě o koncepci základního experimentálního fyzikálního výzkumu na FJFI a FSI ČVUT. Výsledky řešení zejména z oblasti vývoje detekční techniky přitom nepochybně naleznou široké praktické uplatnění, například pro zobrazování v medicině. Řešení experimentální části záměru přivedlo v roce 2000 k 26 publikacím v recenzovaných mezinárodních odborných časopisech, ve sbornících mezinárodních konferencí a ve formě reportů vydaných v zahraničních organizacích. Celkem šlo bylo publikováno 39 prací, které jsou doloženy v části II-B této zprávy. Velmi pozitivním jevem byla široká mezinárodní spolupráce. Při ní naši pracovníci a především studenti realizovali své experimenty či pracovali na zahraničních pracovištích, často na náklady zvoucí strany. Zahraniční partneři, včetně postgraduálních studentů, naopak přijížděli k experimentům na naše pracoviště. Zvláště pozitivní je ta skutečnost, že vedle účasti na experimentech se naši studenti a doktorandi specializace Experimentální jaderná fyzika aktivně podíleli i na přípravě publikací v těsné spolupráci se zahraničními kolegy z TU Mnichov, SÚJV Dubna, FNAL Batavia, CERN, Univerzity ve Freiburgu a z Univerzity v Montrealu. II-E Návrh na upřesnění záměru 14

15 Experimentální program záměru, tak jak je shrnut v bodech (1)-(7) nepředpokládá pro rok 2001 zásadních koncepčních změn. Předpokládá se, že řešení bude nadále probíhat ve spolupráci s výše vyjmenovanými pracovišti (CERN, Freiburg, SÚJV Dubna, Saclay, Montreal, Glasgow, Mnichov atd.). V Praze bude pokračovat budování společné laboratoře tří fakult ČVUT (FJFI, FSI, FD), která by se měla stát experimentální základnou ČVUT pro plnění úkolů vyplývajících ze spolupráce zejména s CERN na experimentu ATLAS. Stala by se tak i přirozeným základem připravovaného budoucího Ústavu technické a experimentální fyziky ČVUT. Seznam pracovníků zapojených do řešení této části bude v roce 2001 určen jmény uvedenými v seznamu řešitelů všech dílčích úkolů a žádáme, aby ve smyslu této zprávy byl pro rok 2001 seznam pracovníků modifikován. 15