Аспирант Томского политеха Артем Новокшонов вместе с учеными Национальной Лаборатории DESY (Германия) работает над улучшением системы диагностики синхротрона PETRA III — одного из мощнейших источников рентгеновского излучения в мире. Этим летом аспирант ТПУ собрал и настроил на синхротроне установку, позволяющую измерять размеры ускоряемого пучка электронов, а в ноябре отправится в Германию, чтобы провести вместе с учеными DESY серию экспериментов по улучшению и тестированию новых методик измерения электронного пучка синхротрона.
 
Национальная Лаборатория DESY — один из крупнейших физических центров в Европе. Здесь разрабатывают и создают ускорители заряженных частиц для исследований по физике элементарных частиц, а также для получения интенсивных пучков электромагнитного излучения для прикладных исследований в материаловедении, биологии, медицине и других областях науки. На уникальных установках DESY проводят эксперименты физики всего мира, на практике подтверждая свои научные теории. Одной из таких установок является синхротрон PETRA III. Это мощнейший в мире источник синхротронного и, в частности, рентгеновского излучения.
 
Этим летом аспирант Физико-технического института ТПУ Артем Новокшонов установил и отладил на синхротроне PETRA III интерферометр синхротронного излучения — устройство, которое используется для измерения размеров пучка заряженных частиц в ускорителе синхротрона.
 
Сейчас прибор уже введен в эксплуатацию. В ноябре Артем Новокшонов снова отправится в Германию, где проведет вместе с учеными научно-исследовательского центра DESY серию экспериментов по его улучшению и тестированию новых методик измерения параметров электронного пучка.
 
Измерение параметров ускоряемого пучка частиц — одна из важнейших задач ускорительной техники. Контроль и диагностика пучка в процессе ускорения позволяют судить о работе ускорителя.
 
Правильно настроить размеры пучка необходимо для того, чтобы точно рассчитать интенсивность и прочие важные параметры рентгеновского излучения. Эти данные позволяют точно настраивать ускорительное оборудование, в том числе медицинские приборы.
 
«Интерферометр широко используется в диагностике ускорительной техники. Он удобен тем, что в процессе измерения размеров взаимодействует не с пучком электронов напрямую, а с излучаемым им синхротронным излучением, следовательно, устройство не разрушает и никак не искажает пучок электронов», — рассказывает Артем Новокшонов.
 
Самые большие трудности, по словам политехника, возникают при настройке оптики интерферометра, от которой как раз и зависит точность показаний прибора. При этом, чем меньше пучок электронов (ред. — а именно приборы с маленькими электронными пучками чаще используют в медицине), тем сложнее настройка измерительной техники.
 
«В ходе экспериментов на синхротроне PETRA III мы постараемся определить, как можно еще больше повысить точность калибровки оптики измерительного интерферометра. Возможно, нам удастся усовершенствовать его так, чтобы контролировать пучки меньшего размера», — говорит молодой ученый.

В августе 2016 года Томский политехнический университет заключил договор о научном сотрудничестве с Национальной Лабораторией DESY (Германия).
В числе важнейших проектов DESY — создание рентгеновского лазера European XFEL. Разработка позволит расширить возможности современной медицинской диагностики — с ее помощью можно будет изучать малейшие изменения, происходящие в организме на молекулярном уровне.
Задачей политехников в совместном проекте станет разработка аппаратуры для диагностической станции непрерывного контроля параметров усиленного пучка European XFEL, что позволит сделать работу рентгеновского лазера максимально точной.