Основни научни и научно-организационни приноси



Дата22.07.2016
Размер122.03 Kb.
Основни научни и научно-организационни приноси

Ще се опитам накратко да представя информация за моята работа като учен през последните 30 години, както и някои от основните според мен резултати, получени с мое съществено участие.



(А) Теоретични изследвания
Започнах научната си работа в Лабораторията по теоретична физика на ОИЯИ, Дубна. Бях включен в групата на проф. Огиевецки, занимаваща се с изследване на суперсиметрични модели. През този период моите основни приноси се състоят в построяване на операторите на Казимир за N-разширена суперсиметрична алгебра с централни заряди (работа, която се цитира в учебници по математика) и въвеждането на нов клас суперпространства, известни сега като аналитични суперпространства.
По-късно публикувах и серия работи свързани с квантуване на квантово-полеви модели с връзки.


(Б) Експеримент HYPERON на Серпуховския ускорител, Русия (1983-1993)
През 1983 г. се прехвърлих на работа в Лабораторията по Ядрени Порблеми и се присъединих към колаборацията HYPERON, където станах част от групата на СУ в този експеримент. Основите ми задължения включваха:

– разработка, конструиране и експлоатация на черенковски детектори и електромагнитни калориметри на базата на оловни стъкла;

– разработване на софтуер за реконструкция на многотрекови събития и симулация на отклика на детектора;
С мое съществено участие бяха измерени сеченията за раждане на K­s и К0*– мезони в адрон-ядрени взаимодействия. Беше разработен и теоретичен модел на адрон-ядрени взаимодействия, отчитащ ефектите на екраниране на цвета в процеса на формиране на адроните. Тези резултати съставиха основата на защитената от мен дисертация за придобиване на научната степен кандидат на физико-математическите науки.
През 1990 г. ми бе присъдена Първа премия на ОИЯИ за серия работи върху „Екраниране на цвета в адрон-ядрени взаимодействия”.
През същия период разработих и предложение за провеждане на експерименти с детектора HYPERON по изучаване на разпади на К+–мезони, което беше успешно реализирано на Серпуховския ускорите. Бяха измерени формфакторите на полулептония разпад К+е3 и матричния елемент на разпада К+ 3.
През 1986 г. получих Първа премия на ОИЯИ за най-добро предложение за експеримент.

Докато работех в ОИЯИ бях:




  • Член на Научния съвет на Лабораторията за ядрени проблеми на ОИЯИ, Дубна (1987–1990);

  • Член на Експертната комисия по Физика на високите енергии на Лабораторията за ядрени проблеми на ОИЯИ, Дубна (1987–1990);

  • Член на Научния съвет на Лабораторията по физика на частиците на ОИЯИ, Дубна (1989–1990);

(В) CMS на ускорителя LHC–CERN (от 1991 г.)


След завръщането ми в България през есента на 1990 г. продължих работата си по експеримента HYPERON съвместно с Ангел Йорданов и Румен Ценов. През 1991 г. се включих във формиращата се колаборация CMS, подготвяща предложение за експеримент на ускорителя LHC. Съвместно с колегите от ИЯИЯЕ–БАН постепенно формирахме група (в състав, вариращ през годините между 14 и 25 човека), която активно участва в подготовката на предложение за експеримент, изграждането на детектора CMS, набора на данни на ускорителя LHC и техния анализ.
Моите задължения в този експеримент включват непосредствено участие и отговорност за:
Адронен калориметър
В процеса на подготовка на предложението за експеримент моите приноси са свързани с разработването на софтуер за симулация на адронния калориметър, проектиране на неговата конструкция, както и конструкцията на цялата калориметрична система на детектора CMS. Взех участие в производството на прототипи на адрония калориметър и тяхното изследване в сноповете на ускорителя SPS. След фиксиране на окончателния дизайн на детектора, намерихме подходящи производители на абсорбера на калориметъра в България. В КЦМ гара Искър бяха произведени над 700 т от абсорбера за него. Ние отговаряхме за организацията на производството и контрола на качеството на продукцията. Взех участие и в изследванията на пълномащабния прототип (един сектор от калориметъра) на ускорителя SPS, както и в неговата калибровка. Важен етап от работата ми по експеримента CMS беше и разработването на нови методи за реконструкция на отделената енергия в калориметричната система на детектора CMS, като за целта бяха използвани невронни мрежи. Бяха разработени и изпитани успешно на ускорителя SPS фотодетектори, базирани на лавинни фотодиоди (APD), способни да работят в силни магнитни полета. За съжаление, колаборацията избра алтернативно решение, базирано на хибридни фотоумножители, което не се оказа най-удачното. Планира се през 2014 г. те да бъдат заменени с фотодектори, базирани на APD.

Мюонен детектор: камери със съпротивителна плоскост за детектора CMS (RPCs)


След приемането на България за член на CERN се оказа възможно страната ни да разшири участието си в експеримента CMS. Ние се включихме в изграждането на системата от камери със съпротивителна плоскост за цилиндричната част на мюонната система на детектора CMS. В България бяха произведени механичните рамки за групите камери RB2, RB3 и RB4 (общо 375 камери). Наша отговорност беше и пълното комплектуване на камерите от станция 3 на мюонния детектор (общо 125 камери). За целта в София беше изградена лаборатория за производство и тестове на RPC. Моя пряка отговорност беше подготовката на стенда за тестове на камерите с космически мюони. Част от RB3 камерите бяха сглобени и тествани в София, след което транспортирани в ЦЕРН. Паралелно с това група от СУ беше командирована в Бари, Италия, където бяха сглобени останалите камери от станцията RB3, както и камерите от RB2 и RB4. След производството и тестовете камерите бяха транспортирани в ЦЕРН. С мое съществено участие в ЦЕРН бе изграден стенд за тестове на RPC, през който преминаха всички 475 камери. Едновременно с това изградих в ЦЕРН тестов стенд и за камерите със съпротивителна плоскост за затварящите части на детектора CMS. След тестовете камерите бяха инсталирани в детектора CMS. Моя отговорност бяха тестовете на инсталираните в детектора камери, първоначално на повърхността, а след това и след спускането на детектора в подземната зала. Взех участие и в интегрирането на RPC системата с останалите елементи на детектора CMS. Също така бяха проведени тестове с космически мюони на детектора CMS на повърхността и в подземната зала, в които взех активно участие. След старта на ускорителя LHC имам отговорности, свързани с експлоатацията на RPC системата и контрола на нейната работа. В заключение на този раздел мога да кажа, че успешно бе изградена система от RPC с площ над 2000 м2, която функционира отлично.

Инфраструктура и компютинг


Паралелно с работата по изграждане на детектора CMS, във Физическия факултет на СУ беше изградена инфраструктура, обезпечаваща пълноценното участие на групата в експеримента CMS. Бе изградена бърза оптическа Интернет връзка и Grid кластер, даващ достъп до всички данни от експеримента. Изграден е и функционира CMS център, обезпечаващ on-line връзка с експеримента CMS, като от него може да се участва пряко в контрола и работата на детектора. Едновременно с това, този център обезпечава и видеоконферентна връзка с членовете на колаборацията от цял свят.


Взех участие и в подготовката на физическата програма за изследвания с детектора CMS. В нея по мое предложение бяха включени изследвания, свързани с предсказанията на модели, базирани на split суперсиметрия. Групата ни участва и в анализа на данни от експеримента, насочени към търсене на екзотични дългоживущи състояния, предсказвани в рамките на различни суперсиметрични модели и т.н. модели тип „скрита долина”. Има съществен принос и в получаване на вече публикуваните резултати, свързани с измерване на двойните диференциални сечения за раждане на заредени частици при протон-протонни взаимодействия при енергия в СЦМ 0.9, 2,18 и 7 ТеВ.


Дейността ми по този проект покрива един 20-годишен период. През него в колектива, работещ по тези задачи, бяха включени много млади хора, които защитиха дипломни работи и дисертации за получаване на научната и образователна степен доктор. Болшинството от тях и в момента продължават да работят като членове на колаборацията CMS, макар и пръснати на различни места по света. Под мое ръководство успешно защитиха дисертации по тематика, свързана с експеримента CMS:

1. Борислав Павлов

2. Пейчо Петков

3. Антон Димитров


Успешно премина обучение и е отчислен с право на защита Николай Дърменов. В момента по тази тематика работи и докторантката Румяна Хаджийска.
Член съм на борда на колаборацията CMS от самото му формиране и на борда на колаборацията RDMS (Russia and Dubna member states) в CMS, също от неговото създаване (1994). Участвам и в ред други работни органи на колаборацията.
Считам за свое много важно достижение това, че съвместно със ст.н.с. Владимир Генчев, успяхме да създадем голям отлично работещ колектив, който има съществен и добре видим принос в изграждането и експлоатацията на детектора CMS. Работата ни по този проект изигра съществена роля за приемането на страната ни за пълноправен член на ЦЕРН.

(Г) Експеримент NA48 на SPS, CERN
През 2001 г. се включих в експеримента NA48, провеждащ изследвания на разпади на неутрални и заредени К-мезони на ускорителя SPS в ЦЕРН. Взех участие в обработката на вече набрани експериментални данни от експеримента NA48, набора на данни и техния анализ от експеримента NA48/1 и в подготовката и провеждането на експеримента NA48/2. Участвах в анализа на данните, набрани от експеримента NA48 по изучаване на пряко нарушение на CP-симетрията. В частност, бяха измерени формфкторите на разпада K0L e3. Една от важните ми задачи бе разработване на софтуер за симулация на отклика на детектора и в частност коректното отчитане на матричните елементи на разпадите. В тази връзка, моя отговорност бе осъществяването на контакт и съвместна работата с теоретици. По мое предложение и с мое водещо участие бе проведено и измерване на относителните вероятности на разпадане на K0L- мезона. В експеримента NА48/1 участвах в набора на експериментални данни и техния анализ. Бяха наблюдавани за пръв път разпадите Ks0  π0 e+e- и Ks0  π0 μ+μ. За експеримента NA48/2 разработих оригинален метод за идентификация на типа на частиците с използване на невронни мрежи. Това откри пътя за утвърждаване на проекта за изпълнение и спести на колаборацията 1 милион долара за детектор на преходно излъчване. В този експеримент моя отговорност бе експресният анализ на данните от експеримента и навременни корекции в условията на набор на данни. И в този експеримент по моя инициатива и с мое участие на всички етапи бе проведено измерване на форм-факторите и относителните вероятности на Ke3 разпади и определяне на Vus елемента на матрицата на Кабибо–Кобаяши–Маскава и измерване на матричните елементи на разпадите K± π±e+e- и K±  π± μ+μ-. Имам съществен принос и в измерване на формфакторите на матричния елемент на разпадите K±3п, както и в наблюдението на изключително интересна особеност в разпределението на π0π0 инвариантната маса от разпада K±  π+/-π0π0 и най-точно определяне на дължините на π π разсейване. Методът за идентификация на частиците позволи да бъдат измерени с рекордна точност формфакторите на матричния елемент на разпадите Ke4.
В тези изследвания взеха активно участие и защитиха дисертации под мое ръководство:


  1. Цветан Чешков;

  2. Стоян Стойнев;

  3. Венелин Кожухаров;

  4. Евелина Маринова.

Отчислена с право на защита е и Милена Дюлендарова.


През 2005 г. станах лауреат на Втора премия на ОИЯИ за „Измерване на формфакторите на Ke3 разпадания;

(Д) Експеримент NA62 на SPS, CERN (от 2008)
Паралелно със серията експерименти NA48, започнахме работа по подготовката на нов експеримент за изследване на свръхредкия разпад К+. Нашата група пое отговорността за разработването на детектори за регистрация на фотони, летящи под малки ъгли спрямо снопа. След изясняване на изискванията към тези детектори (MC симулации на експеримента) бе избрана технология за тяхното конструиране и произведен прототип, който премина успешно изпитания на ускорителя SPS в ЦЕРН. В процес на производство са окончателните детектори, като се очаква да бъдат изпитани на ускорителя SPS в края на 2011 г. и през 2012 г. Експериментът NA62 ще започне набор на данни през 2014 г.
Член съм на управителния съвет на колаборацията.

(Е) NA49 на SPS, CERN (2002-2008)
Колаборацията NA49 провежда един от експериментите, ориентирани към търсене на ново състояние на материята – кварк-глуонна плазма. Той изучава взаимодействия на тежки йони ( Pb Pb) на ускорителя SPS. Инициатор на участието ни в този експеримент бе проф. Матеев. Съвместно с него формирахме група от млади хора, която започна работа по този експеримент. На нашата група бе възложена калибровката на времепроекционните камери на експеримента. След успешното решаване на тази задача бе проведена пълна преобработка на всички данни от експеримента и бяха получени ред интересни физически резултати. Усилията на нашата група бяха съсредоточени в изучаване на раждането на различни адрони в протон-протонни и протон-адрени взаимодейтвия.
Накои по-интересни резултати, получени в този експеримент, са:
● Първи експериментални данни за съществуването на екзотичен барионен резонанс (пентакварк; S = 2, Q = 2);

● Индикации за деконфайнмент в ядрено-ядрени взаимодействия при 30 A∙GeV;

● Измерване на флуктуациите на множествеността в ядрени взаимодействия;

● Измерване на енергийната зависимост на флуктуациите на отношенията на сеченията, предадения импулс, електрическия заряд и дву пионните корелации;

● Измерване на енергийната зависимост на раждане на хиперони със странност > 1.
По тази тематика, двама от моите дипломанти бяха зачислени за редовни докторанти в катедрата – Мартин Макариев и Димитър Панайотов. Мартин работеше под мое ръковдство, докато ръководител на Д. Панайотов бе проф. Матеев. Мартин Макариев успешно защити дисертация през 2008 г., а Д. Панайотов бе отчислен с право на защита.

.
(Ж) Трансфер на знания и технологии от ФЕЧ към други научни и приложни области


През последните няколко години отделям не малко време и за използване на знанията и уменията, придобити в областта на ФЕЧ, в приложения, свързани с биологията и медицината. Работя активно в следните направления:


  • Информационни технологии и високопроизводителни изчисления с приложение в изучаване на биологични системи. Опитът с изграждане на сложни компютърни системи и създаване на модели на комплексни системи и симулацията на тяхната работа, придобит в областта на ФЕЧ, се прилага директно за изучаване на поведението и взаимодействията на сложни биологични молекули. Тъй като подобен тип симулации изискват огромни изчислителни ресурси, станах един от инициаторите и активен участник в изграждането на национален суперкомпютърен център. На територията на факултета бяха изградени кластер с 96 ядра за високопроизводителни паралелни изчисления и компютърен клас за обучение. Организирах и ръководя група, която активно се занимава с компютърни симулации на взаимодействия на биологични молекули, както и с обучение на студенти и специалисти за работа с българския суперкомпютър IBM BG/P. Тези изследвания се извършват в тясно сътрудничество с колеги от Химическия факултет на СУ, ИПОИ на БАН, Института по молекулярна биология на БАН, Медицинска Академия и ТУ София. Като основен резултат от нашата работа мога да посоча разработването на компютърен модел на човешки гама интерферон (hIFN-) и изясняване на механизма на свързване на hIFN- с клетъчните му рецептори. Това позволи да намерим нов инхибитор на активността на hIFN-.

Съосновател съм на Националния консорциум по геномика, протеомика и медицина за трансфер на знания, методи и технологии от естествените науки към медицината и биологията и член на неговия борд.


Съосновател съм и на Националния Център за Суперкомпютърни Приложения и член неговия управителен съвет.


  • Разработване на детектори за ПЕТ, базирани на камери със съпротивителна плоскост (RPC), способни да работят в силни магнитни полета. В рамките на тези изследвания беше оборудвана съвременна лаборатория за разработване на детектори на йонизиращо лъчение. Създадени са прототипи на RPC с висока разделителна способност по време, които се изпитват. Проектът е в напреднал стадии на изпълнение.

Считам за важен приноса ми към създаването в СУ на школа за подготовка на висококвалифицирани специалисти в областта на ФЕЧ, която се ползва с висок международен авторитет. Имам 30 дипломанта, завършили магистърска степен, и 11 докторанта. От тях 25 се занимават с научни изследвания в областта на ФЕЧ в България и различни научни центрове и университети по света. Болшинството от тях имат докторска степен.



Ежегодно организирам международна конференция-школа „Trends in Particle Physics”, в която като поканени лектори участват водещи в своите области учени.
Друг важен за факултета и особено за катедрата принос е създаването на бакалавърска програма по Медицинска физика. Това доведе до осигуряване на достатъчно курсове в катедрата и като следствие – до възможност за спокойна и плодотворна работа на нейните членове.
Считам, че с цялостната си научна, педагогическа и организационна работа съм допринесъл и допринасям съществено за утвърждаването на образа на СУ, на Физическия факултет и на катедра „Атомна физика” като място, в което се извършват научни изследвания на най-високо световно ниво и в което се обучават студенти, които по нищо не отстъпват на випускниците на най-реномираните университети в света.

7.02. 2011 г. доц. Леандър Литов


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница