Японский коллайдер поставил рекорд светимости

На электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB в Японии поставлен рекорд светимости. В экспериментах принимали участие российские ученые из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН и Новосибирского государственного университета. Результаты опубликованы на официальном сайте организации.

Светимость, характеризующая эффективность столкновения пучков, — это количество взаимодействий частиц, происходящих в единицу времени. Предыдущий рекорд светимости — 2,14 x 1034 на квадратный сантиметр в секунду — был достигнут на протон-протонном коллайдере LHC (Large Hadron Collider) в Европейской организации по ядерным исследованиям CERN в 2018 году.

Сейчас, благодаря реализации на коллайдере SuperKEKB ряда передовых технологий в области ускорителей частиц, было достигнуто значение 2,40 x 1034 на квадратный сантиметр в секунду.

На установке SuperKEKB Лаборатории физики высоких энергий (KEK) в городе Цукуба реализуется международный эксперимент Belle II, являющийся продолжением Belle, где впервые, параллельно с экспериментом BaBar в лаборатории SLAC (США), было обнаружено нарушение закона сохранения комбинированной четности в распадах B-мезонов.

В проекте Belle II участвуют примерно 1000 физиков и инженеров из 119 университетов и лабораторий из 26 стран мира; от России — ученые из ИЯФ СО РАН, НГУ, Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, НИЯУ МИФИ, НИУ «Высшая школа экономики», МФТИ и Института физики высоких энергий им. А. А. Логунова НИЦ «Курчатовский институт».

«В эксперименте Belle II проводится прецизионная проверка современной теории элементарных частиц — Стандартной модели (СМ), а также поиск Новой физики — явлений за пределами СМ, — приводятся в пресс-релизе ИЯФ СО РАН слова участника эксперимента Belle II, главного научного сотрудника института, заведующего лабораторией Междисциплинарного центра физики элементарных частиц и астрофизики НГУ (МЦФЭЧиА НГУ), доктора физико-математических наук Семена Эйдельмана. — Увеличение светимости коллайдера, то есть эффективности столкновения пучков частиц, позволит увеличить число зарегистрированных событий, например, рождения и распадов B, D-мезонов и тау-лептонов — как разрешенных СМ, так и процессов, подавленных или запрещенных теорией».

Планируется, что в течение нескольких последующих лет японский коллайдер достигнет проектной светимости, которая будет в 40 раз превосходить прежнюю величину, и составит 8 x 1035 на квадратный сантиметр в секунду.

«Увеличение светимости происходит постепенно, сейчас специалисты занимаются настройкой различных систем SuperKEKB. У коллайдера есть очень много параметров и систем, скажем так, «ручек», которые нужно покрутить, чтобы настроить оптимальный режим столкновения пучков и эффективность этих столкновений», — добавил Эйдельман.

Российские ученые внесли большой вклад в создание ускорительного комплекса и детектора коллайдера SuperKEKB. В 2012 году ИЯФ СО РАН произвел и поставил в КЕК 702 вакуумные камеры общей длиной около 1900 метро для нового позитронного кольца коллайдера.

«Камеры имеют сложный профиль, порты для присоединения вакуумных насосов и специальный блок для измерения положения пучка. Особенностью этих камер является то, что все их элементы изготовлены из высокопрочных алюминиевых сплавов, — рассказал главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН, ведущий научный сотрудник МЦФЭЧиА НГУ, доктор физико-математических наук Борис Шварц. — Изготовление камер потребовало специальных расчетов и конструирования в КБ ИЯФ, а также освоения новых технологий в экспериментальном производстве ИЯФ. Важную роль в этом сыграл наш большой опыт в разработке и изготовлении ускорителей как для работ в Институте, так и для зарубежных лабораторий. Кроме того, в 2012 году в ИЯФ СО РАН было изготовлены 220 корректирующих магнитов для SuperKEKB, новая электроника электромагнитного калориметра детектора Belle II, создан необходимый пакет программ, произведена установка и настройка новой электроники».

По словам специалиста, в ИЯФ СО РАН был также создан монитор, позволяющий измерять светимость в реальном времени. И рекордная светимость также была зафиксирована прибором, разработанным российскими физиками.

А что думаете Вы?!

Ваш электронный адрес не будет опубликован.