brahman_50 (brahman_50) wrote,
brahman_50
brahman_50

  • Mood:

На пути к тайнам физики микромира.

Супер чарм тау фабрика.jpg

          Несколько дней назад  появилась новость о запуске в эксплуатацию  в Новосибирском Институте ядерной физики первой очереди ускорительного комплекса на встречных электронно-позитронных пучках для реализации крупнейшего российского проекта в области  физики элементарных частиц -  супер чарм-тау фабрики.
          Возьму на себя смелость немного прокомментировать её значение.
          Несколько слов в качестве введения.
          Прежде всего эта новость  означает, что в России несмотря на все сложности   продолжается неотменяемое движение по постижению  окружающего мира.
          Продвигаясь вглубь микромира Человек  по мере уменьшения размеров изучаемых объектов обнаружил сначала атомы, затем атомные ядра, нуклоны, адроны, кварки и   другие элементарные частицы.
          Поняв природу на этом  уровне - он совершил гигантское развитие технологий и своих возможностей.
          На этом фундаменте стоит и доступ к энергии атомного ядра, и понимание откуда звезды черпают свою энергию, и выход в космос и глобальная  информатизация и много чего ещё.
        Сегодня граница неизведанного в микромире лежит в области  субэлементарных образований названных  кварками. Теория, их описывающая названная Стандартной моделью, достаточно хорошо описывает строение наблюдаемого ансамбля элементарных частиц.
          Однако в физике наблюдаются и  явления, которые выходят за рамки этой модели.
          И для построения физики материи на этом более глубоком уровне необходимы новые экспериментальные данные.  Для их получения не обойтись без ускорителей заряженных частиц  на очень  высокую энергию.  В физике элементарных частиц есть такой закон – чем меньше исследуемый объект, тем больше должна быть энергия частиц, которыми будут «прощупывать»  его  строение.  
         Чтобы их получить  применяют  две стратегии.  Процитирую авторов проекта.
Проект нового электрон-позитронного коллайдера, названного «Супер чарм-тау фабрика», разработан в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН, Новосибирск) и относится к классу Mega Science (Меганаука). Так в настоящее время принято называть объекты, строительство которых выходит за пределы возможностей одной страны.

Схема «Супер чарм-тау» фабрики. Указаны уже существующие объекты, которые в последствии должны войти в будущую фабрику как ее части. Их использование должно существенно удешевить проект.

Предполагается, что ускоритель станет инструментом изучения явлений, выходящих за рамки Стандартной модели. К таким явлениям относятся, например, нарушения CP- и T- симметрий. Возможные задачи для «Супер чарм-тау фабрики» – изучение процессов рождения c-кварков и τ-лептонов и поиск так называемых экзотических адронов, которые не укладываются в рамки кварк-антикварковой или трёхкварковой модели, а также поиск CP-нарушения в распадах D-мезонов и τ-лептона.  
Для поисков «новой физики» существуют две стратегии. Первая требует создание грандиозных сооружений, позволяющих получать частицы с огромной энергией. Примеры – Большой адронный коллайдер (LHC) и Международный линейный коллайдер (International Linear Collider ILC), который планируют построить в Японии. Вторая стратегия нацелена на изучение редких процессов и проведение очень точных измерений. Этот путь требует не сверхвысоких энергий, а высокочувствительных детекторов и очень больших интенсивностей рождения изучаемых частиц. В целом он более «экономный». Именно такой путь выбрали сибирские физики.
Размер кольца коллайдера «Супер чарм-тау фабрики»  всего 800 м. В нем будут сталкиваться встречные пучки электронов и позитронов с энергией от 1 до 2,5 ГэВ. Параметры ускорителя подобраны так, чтобы рождалось большое число тау-лептонов и адронов, содержащих с-кварки – их называют «очарованные» (от английского «charm»).    
Российская установка будет иметь целый ряд достоинств, которые должны обеспечить её конкурентоспособность на протяжении 10-15 лет. Прежде всего, это светимость до 1035 см-2с-1 (светимость характеризует количество сталкивающихся частиц в единицу времени), в 100 раз превышающая достигнутую на других ускорителях в этом диапазоне энергий. Ее можно будет достигнуть с помощью нового метода встречи пучков в электрон-позитронном коллайдере (Crab-Waist), который позволяет значительно повысить светимость без существенного увеличения интенсивности пучков, размеров установки или уменьшения длины сгустка. Предложен этот метод итальянскими физиками, но его развитием занимались и новосибирские учёные. Такая светимость обеспечит на 3-4 порядка большее число нужных событий (статистику) для анализа, чем доступно в настоящее время. Это позволит изучать редкие явления, представляющие большой интерес.

Подробнее см.: http://www.nkj.ru/news/24014/ (Наука и жизнь, Институт ядерной физики ждет взаимности)

         Введенный в эксплуатацию комплекс является первой очередью мегапроекта. В нем интенсивность пучка позитронов увеличена более чем в 100 раз.

Это значит, что эксперименты, которые станут доступны нашим физикам, смогут проводиться быстрее и качественнее. Вместо года набора статистики достаточно будет условных двух недель, - сообщил журналистам заведующий сектором ВЭПП-5 Дмитрий Беркаев

    И хотя для того чтобы начать эксперименты предстоит пройти ещё долгий путь: построить несколько зданий, создать около километра подземных коммуникаций для ускорителя  и  с финансированием  пока не всё ясно, тем не менее  то что сделано - это крупный шаг России на пути возрождения  российской науки и углубления её понимания физики микромира.
Tags: Наука
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 1 comment