Физики начали запуск «второй ступени» коллайдера NICA
Физики Объединенного института ядерных исследований в подмосковной Дубне начали процесс запуска второй ступени ускорительного комплекса NICA — сверхпроводящего промежуточного синхротрона Бустер, который будет разгонять ионы золота до энергий 578 мегаэлектронвольт на нуклон. Это предпоследний крупный элемент ускорительного комплекса, после его запуска останется запустить только большое кольцо коллайдера. Как ожидается, пучок ионов начнет циркулировать в кольце Бустера примерно через две недели, сообщил N + 1 руководитель проекта NICA Владимир Кекелидзе.
Установку NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) начали строить в 2016 году. В ускорителе будут сталкиваться не протоны, как в Большом адронном коллайдере, а пучки тяжелых ионов. Главная задача установки — исследование кварк-глюонной плазмы, экстремального состояния вещества, где кварки и глюоны, из которых состоят протоны и нейтроны, могут находиться в свободном состоянии. Как предполагают ученые, кварк-глюонная плазма существовала в первые мгновения после Большого взрыва. Более подробно о задачах установки читайте в нашем материале «Маленький взрыв».
Коллайдерный комплекс состоит из целой цепочки ускорителей, каждая из которых разгоняет частицы до все более высоких энергий. Первая «ступень» — уже построенные и работающие линейные ускорители ЛУ-20 (для легких ионов) и HILAC (для тяжелых), вторая — сверхпроводящий Бустер, который запускается сейчас, третья — сверхпроводящий ускоритель «Нуклотрон», который работает уже почти три десятилетия. «Нуклотрон» будет разгонять частицы до энергий около 4,5 гигаэлектронвольта на нуклон, и переправлять их в строящееся сейчас большое кольцо коллайдера, где будут происходить столкновения ионов.
Бустер будет разгонять ионы золота 197Au до энергии 578 мегаэлектронвольт на нуклон и передавать их в «Нуклотрон». По словам Кекелидзе, сегодня начался процесс запуска синхротрона, который должен занять 12-13 дней. Несколько дней уйдет на откачку воздуха и обеспечение глубокого вакуума в ускорителе, параллельно начинается процесс охлаждения сверхпроводящих магнитов — сначала до температуры жидкого азота, потом — до температуры жидкого гелия. После всех проверок и испытаний в ускорителе появится пучок ионов — на первой стадии это будут не ионы золота, а ядра дейтерия или ядра углерода. Процесс запуска, как ожидается, завершится в 10-х числах декабря.
Весь коллайдерный комплекс, как ожидается, будет достроен к 2022 году, но уже сейчас на установке идут эксперименты — работает детектор BM@N.
Сергей Кузнецов
Результат получила коллаборация Belle II
Выход за пределы Стандартной модели — важнейшая поисковая задача физиков, занимающихся элементарными частицами. В первую очередь они ориентируются на существующие крупные аномалии, например, темную материю. Множество расширений Стандартной модели опирается на введение новых невидимых бозонов, которые могли бы стать такой материей. Один из процессов, где такие бозоны могли бы себя проявить — это распад тау-лептона. Физики знают, что этот тяжелый лептон распадается на электрон или мюон и соответствующий набор нейтрино. Ряд теорий, однако, предсказывает альтернативный канал распада, в котором вместо нейтрино рождается темный бозон. Проверить эту гипотезу вызвались физики из коллаборации Belle II, работающие на лептонном коллайдере SuperKEKB. В ходе измерительной кампании, длящейся с 2019 по 2020 год, ученые собрали данные о более, чем 57 миллионах событий, в которых сталкивающиеся электроны и позитроны превращаются в таон-антитаонные пары при энергии в системе центра масс, равной 10,58 гигаэлектронвольта. Интегральная светимость эксперимента составила 62,8 обратного фемтобарна. Физиков интересовали коэффициенты ветвления процессов с участием темных бозонов, деленные на соответствующие коэффициенты для известных процессов. Авторы протестировали собранные данные для бозонов в диапазоне масс от 0 до 1,6 гигаэлектронвольта и не нашли подтверждения этой гипотезе. Результат работы физиков накладывает новые ограничения на отношения коэффициентов ветвления: (6−36)×10−3 для распада на электрон и (3−34)×10−3 для распада на мюон с доверительным интервалом 95 процентов. Японский коллайдер SuperKEKB — это модернизированная версия его предшественника, коллайдера KEKB. Он был снова запущен после семи лет ремонта в 2018 году. С тех пор на нем было получено множество новых результатов, например, уточненное время жизни очарованного лямбда-бариона.