Šifra projekta:

 

   (izpolni MŠZŠ)

 

VLOGA ZA (SO)FINANCIRANJE
RAZISKOVALNEGA PROJEKTA ZA LETO 2001

(RESEARCH PROPOSAL)

 

 

I.    OSNOVNI PODATKI O PREDLAGANEM RAZISKOVALNEM PROJEKTU

 

          

1.  Šifra (Urad za znanost - MŠZŠ) ter naziv prijavitelja (raziskovalna organizacija) - (Proposing Research Organisation):

 

0106    

 

Institut Jožef Stefan

 

 

2.          Uporabnik/Sofinancer (Beneficiary):

 

/

 

2.1. Davčna številka sofinancerja:                  2.2.  Matična številka sofinancerja:

 

/

 

/

 

2.3.       Standardna klasifikacija dejavnosti sofinancerja:
(Standard Classification)

 

/

 

 

3.  Šifra (Urad za znanost - MŠZŠ) ter ime in priimek odgovornega nosilca raziskovalnega projekta (Principal Researcher):

 

   16354 

 

  Rok Pestotnik  

 

 

4.  Šifra (Urad za znanost - MŠZŠ) ter naziv raziskovalne skupine (Research Unit):

 

0106-005

 

Odsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev

 

4.1. Šifra (Urad za znanost - MŠZŠ) ter naslov raziskovalnega programa (Research Programme):

 

0106-514     

 

Eksperimentalna fizika osnovnih delcev

 

 

5.  Šifra (Urad za znanost - MŠZŠ) ter naziv sodelujočih raziskovalnih skupin
(Collaborating   Parties):

 

0794-009

 

Skupina za eksperimentalno fiziko

     

 

     

     

 

     

     

 

     

 

 

6.  Naziv sodelujočih raziskovalnih skupin iz Evropske unije (Collaborating Parties from EU):

 

/    

     

     

     

 

 

7.  Naslov raziskovalnega projekta (Title of Proposed Project):

 

a. v slovenskem jeziku:

Števec Čerenkovih fotonov z aerogelom kot sevalcem

 

b.   v angleškem jeziku:

Counter of Čerenkov photons with aerogel radiator

 

 

8.  Povzetek raziskovalnega projekta – do 300 besed (Project Summary):

 

a. v slovenskem jeziku:

Čerenkovo sevanje, ki ga v prozorni snovi povzročijo hitri nabiti delci, je temelj različnih metod za detekcijo in identifikacijo delcev. Kot izvore Čerenkovega sevanja so do sedaj uporabljali plinske in trdne (oziroma tekoče) sevalce. Prag  za sevanje fotonov je za pione v plinskih sevalcih nad 2,5 GeV/c, v trdnih (tekočih) pa pod 0,2 GeV/c, medtem ko vmesno področje ostane nepokrito. Gre za kinematično območje, ki je bistveno pri proučevanju redkih razpadov mezonov B. Ti procesi so predmet raziskav večih eksperimentov, od teh nekateri že potekajo, drugi pa so v pripravi. Rešitev prinaša silicijev aerogel, porozna snov z lomnim količnikom med 1,005 in 1,06. Rezultati, dobljeni pri eksperimentih HERMES in BELLE kažejo, da bi bilo smiselno tak sevalec uporabiti tudi v detektorju Čerenkovih obročev s tankim sevalcem brez fokusiranja s sistemom zrcal (t.i. proximity focusing RICH). Prednost takega tipa detektorjev je v kompaktnosti, ki je posebej pomembna pri spektrometrih ob visokoenergijskih trkalnikih. Z uporabo boljših aerogelov ter v zadnjem času razvitih večanodnih fotopomnoževalk nameravamo razviti uporabno metodo za detekcijo Čerenkovih fotonov. Pri tem bomo za odpravo učinka neaktivne površine fotopomnoževalk uporabili sistem zbiralnih leč.

Razvoj števca Čerenkovih fotonov ponuja potencialno uporabo pri detekciji izvorov beta. Posebej zanimiva je detekcija visoko radiotoksičnega izotopa Sr-90 v okolju. Z izbiro aerogela s primernim lomnim količnikom lahko dosežemo, da le beta elektroni z dovolj visoko energijo sevajo Čerenkove fotone, tako je na primer prag v aerogelu z lomnim količnikom n=1,06 pri 1 MeV. Na ta način lahko ločimo prispevke različnih radioaktivnih izotopov. V okviru  predlaganega projekta bomo z modeliranjem fizikalnih procesov, ki jih povzročijo beta elektroni, ter ozadja žarkov gama in kozmičnih delcev, optimizirali parametre detektorja.

 

b.   v angleškem jeziku:

Cherenkov radiation caused by fast charged particles in a transparent medium is the basis for different methods of particle identifiaction. Up to the present, gaseous and solid (or liquid) radiators have been used as sources of Cherenkov radiation. The threshold for photon emission of pions is above 2.5 GeV/c in gases and below 0.2 GeV/c in solids (or liquids). The intermediate uncovered gap is essential for the investigation of rare B meson decays, which are the research subject of many experiments,  some in progress, others in preparation. A solution to the problem is offered by silica aerogels, a porous material with refractive index between 1.005 and 1.06. The results obtained  in two particle physics experiments, HERMES and  BELLE  indicate that it would be meaningful to use such a radiator also in Cherenkov detectors with thin radiators without focusing systems of mirrors (so called proximity focusing RICH).The advantage of such detectors is their compactness, which is especially important for experiments at the high energy colliders. By making use of improved aerogels, recently developed multianode photomultiplier tubes and additional lens systems for elimination of the inefficiency due to the PMT inactive surface, we propose to develop a method for detection of Cherenkov photons.

A possible application of the Cherenkov photon detector could be for detection of beta particles. Of special interest is the detection of the highly  radiotoxic isotope Sr-90 in the environment. A choice of aerogel with suitable refractive index allows one to select the threshold energy of beta electrons, which would radiate Cherenkov photons. Thus one may separate the contributions of  different radioactive isotopes, in particular the  rather energetic ones from  Sr-90  daughter isotope Y-90. By modeling the physical processes produced by beta electrons and the gamma and cosmic ray backgrounds, we intend to optimize the detector parameters to allow for quick measurements of low activities of the isotope Sr-90 in environmental samples.

 

 

9.   Vrsta projekta po Frascati klasifikaciji (Type of Research):

 

9.1.   Temeljna raziskava (Basic Research):

a)    Čista temeljna raziskava

b)    Usmerjena temeljna raziskava

c)    "Podoktorski projekt"

 

9.2.    Aplikativna raziskava (Applied Research)

      

9.3.    Aplikativna – industrijska raziskava (Applied Research – Industrial Research)

 

 

 

10.       Znanstvena veda po šifrantu področij in podpodročij (Urad za znanost – MŠZŠ)
(Major Field of Science):

 

1 Naravoslovno matematične vede

 

10.1.     Raziskovalno področje po šifrantu področij in podpodročij (Urad za znanost – MŠZŠ)
(Research Field):

 

1.02 Fizika

 

10.2.     Raziskovalno podpodročje po šifrantu področij in podpodročij (Urad za znanost – MŠZŠ)

         (Specific Research Area):

 

1.02.06 Eksperimentalna fizika osnovnih delcev

1.02.05 Fizika srednjih in nizkih energij

 

11.  Znanstvena veda po šifrantu Frascati  (Major Field of Science):

 

1.2. N-Fizikalne discipline

 

 

12.       Znanstvena disciplina po šifrantu Evropske unije (CERIF):

 

P210 Fizika osnovnih delcev, kvantna teorija polja

P211 Interakcije pri visokih energijah, kozmični žarki

P180 Meroslovje, fizikalna instrumentacija

P220 Jedrska fizika

 

13.  Družbeno-ekonomski cilji (Socio-economics Aim):

 

07 RRD, ki raziskuje vzroke, razširjanje in pretvorbe onesnaževanja okolja in njegove vplive na človeka in okolje

08 Zdravstveno varstvo

 

 

14.  Ključne besede (Key Words):

 

a.   v slovenskem jeziku:

detektor Čerenkovega sevanja, silicijev aerogel, aktivnost  stroncija 90, radionuklidi

 

b.   v angleškem jeziku:

Čerenkov radiation detector, silica aerogel, Strontium 90 concentration, radionuclids

 

 

15.  Trajanje projekta v letih (največ do 3 leta)
(Duration of Project):

 

3 leta

 

 

16.  Skupno število raziskovalnih ur predlaganega projekta  za celotno obdobje trajanja projekta (Total Work Load in Hours -  1FTE = 1700 hours):

 

6800 ur (4FTE)

 

16.1.  Od tega  letne ure predlaganega projekta  (Annual Work Load Financed by Ministry):

             

2267 ur

 

 

17.       Razporeditev raziskovalnih ur v projektni skupini:
(Work Load Distribution)

 

a.  izvajalci iz organizacije prijaviteljice:    Priloga A

 

b.  izvajalci iz druge - sodelujoče raziskovalne organizacije:     Priloga B

 

 

 

Podpis prijavitelja (podpis zastopnika)              Podpis odgovornega nosilca

 (Authorised Institutional Representative)           (Principal Researcher)

 

                 prof.dr.Vitomir Turk

           dr. Rok Pestotnik

 

 

                                                     Žig

 

 

Sofinancer (podpis zastopnika)                     Podpis vodje raziskovalnega programa  

 

                                  / 

        prof.dr.Marko Mikuž

 

                     Žig