Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН представили последние наработки по проекту электрон-позитронного коллайдера Супер С-Тау фабрика на международном рабочем совещании, посвященном будущим электрон-позитронным коллайдерам в области энергий рождения с-кварков и тау-лептонов. 
 
Совещание прошло в онлайн-формате на площадке Научно-технического университета Китая. Ранее аналогичные встречи проводились в Орсе (Франция) в 2018 году и в Москве (Россия) в 2019 году. 
 
В настоящий момент существует два проекта электрон-позитронных коллайдеров. Один из них развивается в Китае (Хэфэй), второй — в России (Новосибирск). Основная цель экспериментов на этих установках класса мегасайенс — изучение частиц, содержащих очарованные кварки; изучение тау-лептонов; поиск новых физических эффектов, не описываемых Стандартной моделью. На совещании обсуждался ряд проблем, решение которых принципиально для реализации проектов.
 
«Уникальность научной программы обоих проектов очевидна, — комментирует профессор Научно-технического университета Китая Хайпин Пенг. — Обе установки внесут значительный вклад в исследование квантовой хромодинамики, физики кварков, тау-лептонов и CP-нарушения, а также в поиск Новой физики за пределами Стандартной модели. У проектов много общего — в научной программе, в физике ускорителей, а именно, в решениях, направленных на обеспечение высокой светимости в области встречи пучков, в методах поляризации пучков частиц, в технологии создания ВЧ-резонаторов, прецизионных и сильных магнитов. При этом проекты различаются некоторыми подходами и акцентами, например, предполагается, что установки будут иметь разный диапазон энергий в системе центра масс, различные решения в детекторных технологиях».
 
Китайский проект электрон-позитронного коллайдера находится в настоящий момент в стадии развития. Прежде чем вступить в фазу реализации, проект крупной установки в Китае должен пройти несколько этапов.
 
Российский проект Супер С-тау фабрики находится в финальной стадии разработки. В 2017 году проект Супер С-тау фабрики был включен в План реализации Стратегии научно-технологического развития России, а в 2018-м вошел в число проектов, планируемых к реализации в рамках программы развития Новосибирского научного центра СО РАН «Академгородок 2.0».
 
«Тот факт, что Китай и Россия проявили интерес к созданию похожих установок только подчеркивает важность проектов, — отметил профессор Гиссенского университета имени Юстуса Либиха Микаэль Дюрен, — Не думаю, что в конце получатся две одинаковые машины. Я вижу два варианта: либо богатая научная программа этих проектов будет изучаться с помощью двух коллайдеров, где каждый эксперимент фокусируется на определенных задачах, либо будет реализован один проект “супер-машины”, и все работы будут вестись на ней. С научной точки зрения большое значение для проекта имеет многолетний опыт Новосибирска в области поляризации пучков. В 1990-х, когда я был моложе, я работал над поляризацией электронной машины HERA, и большая часть того, что мы делали для этой установки, была основана на расчетах и идеях, взятых из старых статей, написанных специалистами из Новосибирска».
 
На совещании обсуждалась физическая программа проектов, детекторные и ускорительные технологии. По всем трем направлениям у обоих проектов наблюдается значительный прогресс.
 
Что касается новосибирского коллайдера, в данный момент продолжается оптимизация магнитной структуры, проводится детальное моделирование, тщательно изучаются эффекты, ограничивающие светимость и время жизни пучка, нелинейные эффекты. Развитие детекторной части новосибирского проекта происходит не только силами сотрудников ИЯФ СО РАН, но также поддерживается программой Cremlin Plus, в рамках которой ИЯФ СО РАН со своими зарубежными партнерами работают над созданием прототипов ключевых подсистем детектора: внутреннего трекера, дрейфовой камеры и системы идентификации заряженных частиц.
 
«Физическая программа проекта Супер С-тау фабрика проработана достаточно хорошо, — прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Виталий Сергеевич Воробьев, — однако ее актуализация и детализация — это непрерывная работа, в частности, потому, что на протяжении развития проекта возникают новые идеи. На совещании детально обсуждались возможности экспериментальной программы с поляризованным пучком электронов. Показано, что поляризация позволяет в несколько раз улучшить точность измерения различных формфакторов и CP-нарушающих величин, связанных с тау-лептоном и барионами. Кроме того, поляризация позволяет выполнить прецизионное измерение угла Вайнберга — одного из фундаментальных параметров Стандартной модели — на Супер С-тау фабрике. Эти эксперименты позволят искать эффекты за пределами Стандартной модели».
 
Еще одной темой для обсуждения стала монохроматизация пучков частиц.  

 
«Одной из важных характеристик коллайдера, — пояснил главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН, заведующий лабораторией Междисциплинарного центра физики элементарных частиц и астрофизики НГУ доктор физико-математических наук Семен Исаакович Эйдельман, — является монохроматизация, то есть уменьшение энергетического разброса частиц при столкновении. Энергия, которую имеют электроны и позитроны при столкновении, определяется величиной магнитного поля и размером кольца коллайдера. Размер кольца известен заранее, и когда мы задаем магнитное поле, мы тем самым определяем энергию частиц в пучке. Но это “расчетная” энергия, в реальном эксперименте при столкновении пучков частиц различные эффекты приводят к тому, что энергия пучков немного отличается от расчетной. Точность, которую удается достичь без потери светимости, составляет примерно 10-3. При этом энергия столкновения двух пучков особенно важна, если мы хотим изучать узкое состояние, иначе мы не попадем в пик. В этом случае сечение, то есть вероятность взаимодействия электрона и позитрона, будет уменьшаться, а вместе с ним и количество событий распада узкого резонансного состояния. Поэтому любые идеи, направленные на задание энергии пучков во время столкновения максимально точно и без сильного уменьшения светимости, крайне важны для эксперимента».
 
В ИЯФ СО РАН эффективный метод монохроматизации ранее был предложен академиком Александром Николаевичем Скринским и его командой, сейчас эти идеи дополняются и развиваются.
 
Последний день участники посвятили обсуждению возможной синергии между двумя проектами.  

 
«Оба проекта по своей сути — международные, — пояснил Виталий Воробьев, — поэтому очень важно вовлекать в работу над ними зарубежных коллег. Интерес к экспериментам на Супер С-тау фабриках был отмечен при обсуждении обновления Европейской стратегии по физике частиц (инициирована ЦЕРН) и зафиксирован в резюмирующем документе. Для наших проектов это еще одно свидетельство актуальности научных задач, которые будут решаться на наших установках».
 
Пресс-служба ИЯФ СО РАН​.​

Источники

Россия и Китай рассказали о развитии проектов "коллайдеров-братьев"
Наука в Сибири (sbras.info), 30/03/2021
Сибирское отделение РАН укрепляет сотрудничество с Китаем
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 30/03/2021
Россия и Китай рассказали о развитии проектов "коллайдеров-братьев"
Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН (inp.nsk.su), 30/03/2021
Проект новосибирской "Супер чарм-тау фабрики" вошел в финальную стадию
Красная Армия (topnewsrussia.ru), 30/03/2021
Россия и Китай дружат коллайдерами
Годнауки.рф, 30/03/2021
Россия и Китай рассказали о развитии проектов "коллайдеров-братьев"
Российско-Китайский деловой совет (rcbc.ru), 30/03/2021
Россия и Китай рассказали о развитии проектов "коллайдеров-братьев"
Научная Россия (scientificrussia.ru), 30/03/2021
Проект новосибирской "Супер чарм-тау фабрики" вошел в финальную стадию
MSN (msn.com), 30/03/2021
Сибирское отделение РАН укрепляет сотрудничество с Китаем
Новая Сибирь (newsib.net), 30/03/2021
Россия и Китай рассказали о развитии проектов "коллайдеров-братьев"
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 31/03/2021
Россия и Китай рассказали о развитии проектов "коллайдеров-братьев"
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 31/03/2021
В Новосибирске и Хэфэе (КНР) учеными-физиками создаются "коллайдеры-братья"
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 02/04/2021

Похожие новости

  • 28/02/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу, которая уточнит кварковую модель

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии нового состояния c-кварка и анти c-кварка – частицы ψ3(1D).
    2002
  • 30/07/2021

    Физики обнаружили новый подвид частиц

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирский государственный университет (НГУ), Институт теоретической и экспериментальной физики им.
    886
  • 22/04/2021

    «Машина времени»: модернизированная установка позволит заглянуть в прошлое на миллионы лет

    Ускорительная масс-спектрометрия (УМС) – сверхчувствительный метод изотопного анализа, при котором производится тщательная селекция атомов вещества с подсчётом интересующих нас изотопов. Метод позволяет с высокой точностью датировать археологические находки и геологические породы, изучать состав атмосферы и ткани живых организмов разных исторических периодов.
    844
  • 15/07/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии двух новых возбужденных состояний прелестного бариона, которые, возможно, являются новой частицей Λb (1D) (лямбда-б барион (1D)) или Σb (сигма-б барион).
    1376
  • 20/04/2021

    «Экран ФЭП»: экологичная конкуренция, сотрудничество с государством и симбиоз с наукой

    Новосибирск занимает уникальное место на карте мирового рынка электронно-оптических преобразователей (ЭОП), применяемых в приборах ночного видения. Здесь сосредоточены три из четырех российских (а это примерно половина всех мировых) предприятий, выпускающих эти устройства.
    541
  • 07/03/2016

    В ИЯФ СО РАН разработали ключевые компоненты нового коллайдера

    ​ ​В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН созданы вакуумные камеры, корректирующие магниты, электроника регистрации и программное обеспечение для установки SuperKEKB, которая монтируется в японской Лаборатории физики высоких энергий (КЕК) в Цукубе.
    3906
  • 03/09/2018

    На пути к бор-нейтронозахватной терапии

    В проект «Академгородок 2.0» вошли сразу две заявки, касающиеся бор-нейтронозахватной терапии — эффективного метода борьбы с неизлечимыми онкологическими заболеваниями. О мерах, которые предпринимаются для того, чтобы проект поскорее воплотился в жизнь, и о том, какие на этом пути есть препятствия, говорили на круглом столе на VI Международном форуме технологического развития и выставке «Технопром».
    2589
  • 29/10/2019

    Новосибирский ученый – автор новаторских работ в области лазеров на свободных электронах

    Американское физическое общество (APS) избрало своим почетным членом заведующего лабораторией Института ядерной физики (ИЯФ) им. Г. И. Будкера СО РАН, члена-корреспондента РАН Николая Винокурова — за новаторскую теоретическую и экспериментальную работу в области лазеров на свободных электронах.
    1142
  • 15/08/2019

    Эксперимент Belle II пройдет с участием ученых Академгородка

    ​Эксперимент Belle II — это один из экспериментов в физике высоких энергий, работающий на передовых рубежах современной науки. Данные, полученные в результате эксперимента, позволят проверить предсказания Стандартной модели для вероятностей редких распадах B- и D-мезонов и t-лептона, улучшить точность измерения параметров нарушения симметрии между веществом и антивеществом и, возможно, обнаружить проявления новой физики.
    1616
  • 04/05/2021

    Академик Павел Логачев: СКИФ дает возможность очень точно исследовать атомную структуру вещества любых молекул

    Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера спустя десятилетия работы на переднем крае науки продолжает разрабатывать источники синхротронного излучения, коллайдеры и другие установки не только для российской науки, но и в рамках международных проектов.
    924