Сегодня - 06.12.2019

Результаты сибирских коллайдеров нужны для поиска Новой физики

02 июля 2019
 
На двух российских коллайдерах, расположенных в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, получены данные, значимые для расчета аномального магнитного момента мюона и, как следствие, обнаружения отклонений от Стандартной модели.
 
Детектор КЕДР коллайдера ВЭПП-4М ИЯФ СО РАН позволил измерить с лучшей в мире точностью  величину, характеризующую рождение адронов при электрон-позитронной аннигиляции в области энергии 1,84 — 3,72 ГэВ. 
 
В результате столкновения электронов и позитронов (а именно это происходит в коллайдере ВЭПП-4М и ВЭПП-2000) появляются другие частицы — адроны. Измерение вероятности их рождения позволяет рассчитать аномальный магнитный момент мюона в рамках Стандартной модели и сравнить его с этим же параметром, полученным экспериментально. Результаты сопоставления могут свидетельствовать о существовании Новой физики, но для того, чтобы утверждать это определенно, нужны высокоточные измерения.
 
ВЭПП-2000
   ВЭПП-2000
 
«В наших экспериментах мы измеряем энергию столкновения частиц с очень высокой точностью, такой нет нигде в мире. В частности, посчитана масса частиц — чармониев (мезонов, состоящих из с-кварка и анти-с-кварка), которые рождаются в электрон-позитронных столкновениях характерных для данной энергии», — объясняет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Корнелий Юрьевич Тодышев.
 
Экспериментальное измерение аномального магнитного момента мюона проводилось в Брукхейвенской национальной лаборатории (BNL, США) в 1997—2001 гг., и тогда было зафиксировано небольшое отличие (3,5—4 стандартных отклонения) измеренного значения аномального магнитного момента мюона от вычислений в рамках СМ (для которых использовались данные, полученные в экспериментах на ВЭПП-2М ранее). Сейчас готовятся два новых эксперимента: в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми в США и на японском протонном ускорительном комплексе J-PARC. Разница в пять стандартных отклонений позволит говорить о существовании Новой физики, но для получения результатов особенно важно уточнить вклад сильных взаимодействий (они связывают между собой кварки и держат вместе протоны и нейтроны в ядре атома) в аномальный магнитный момент мюона в диапазоне энергий до 2 ГэВ. В этой области работает коллайдер ВЭПП-2000, и сейчас чувствительность детекторов машины настолько велика, что позволяет регистрировать очень редкие процессы.
 
«Измеряя аннигиляцию электронов и позитронов на ВЭПП-2000, мы позволяем теоретикам очень точно рассчитать вклад адронной поляризации вакуума (процесса, относящегося к сильным взаимодействиям) в аномальный магнитный момент мюона и сравнить с прямыми измерениями. Сейчас мы измерили в электрон-позитронной аннигиляции рождение семи пионов (пи-мезонов) — очень редкий процесс. Это демонстрация того, что чувствительность детекторов и производительности установки очень высока, и мы можем фиксировать ранее встречавшиеся процессы и представлять результаты измерений теоретикам для расчета аномального магнитного момента мюона», — подчеркнул главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Евгений Петрович Солодов.
 
«Наука в Сибири»
 
Фото Надежды Дмитриевой
 
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus