В зеркале научной прессы

Новые данные в эксперименте COMPASS

В статье, опубликованной 11 февраля в журнале Physical Review Letters, коллаборация эксперимента COMPASS в ЦЕРН сообщила о ключевом измерении сильного взаимодействия.

Сильное взаимодействие связывает кварки в протонах и нейтронах, а также протоны и нейтроны в ядрах всех элементов, из которых состоит материя. Ядра включают частицы, называемые пионами, состоящие из кварка и антикварка, посредством которых осуществляется сильное взаимодействие. Теория сильных взаимодействий точно предсказывает поляризуемость пиона - степень, в которой его форма может быть изменена. Поляризуемость ставила ученых в тупик с 1980 года, когда первые полученные результаты измерений, казалось, были не в ладах с теорией. Но результат, полученный на сегодняшний день, полностью соответствует теории.

Для измерения поляризуемости пиона в эксперименте COMPASS пучок пионов направляют в никелевую мишень. При приближении пионов к никелю на расстояние, составляющее в среднем два радиуса самих частиц, они попадают в очень сильное электрическое поле ядра никеля, в результате чего деформируются и меняют траекторию в процессе излучения фотонов. Измерение энергии фотона и отклонения пиона на большой выборке (63 000 пионов) позволило измерить поляризуемость. Результат показал, что пион деформируется значительно меньше, чем показывали предыдущие измерения, что как раз соответствует теории сильных взаимодействий.

"Этот результат является превосходным вкладом в исследование фундаментальных взаимодействий, проводимое на LHC; он отражает разнообразие и динамизм исследовательской программы ЦЕРН, - комментирует генеральный директор ЦЕРН Рольф Хойер. - Если бозон Хиггса, существование которого было предложено Браутом, Энглертом и Хиггсом, отвечает за массу элементарных частиц, то величина этой массы связана с энергией сильного взаимодействия, удерживающей частицы вместе".

NA62 продолжается на SPS

После длительной остановки (LS1) работа ускорителей в ЦЕРН постепенно возобновляется. С начала октября начал работу суперпротонный синхротрон (SPS), и пучки протонов стали доступны для экспериментов, включая и NA62, который начал трехлетний цикл набора данных.

Главная цель эксперимента NA62 - изучение редких каонных распадов. Ранее это было целью экспериментов NA31 и NA48, которые внесли существенный вклад в изучение CP-нарушения в системе каонов (CERN Courier, июль/август 2014). Для того чтобы получить пучки с каонами, протоны SPS сталкивают с бериллиевой мишенью. Столкновения создают пучок, который содержит почти миллиард частиц в секунду, около 6 процентов из них - каоны.

В результате почти восьми лет проектирования и разработок NA62 был готов к запуску на пучке в октябре. В начале сентября установили последнюю из четырех трековых строу-камер. Строу-трекер NA62 - первый детектор такого масштаба, помещенный непосредственно в вакуумную камеру эксперимента. Это позволит NA62 с высокой точностью измерить направление и импульс заряженных частиц.

От самых первых расчетов до завершающего монтажа и испытаний команды ЦЕРН тесно сотрудничали с учеными из Объединенного института ядерных исследований в Дубне, которые помогали в развитии технологии создания строу-трекера и теперь примут участие в эксплуатации созданного и установленного детектора.

Каждая трековая строу-камера весит около 5000 кг и сделана из 16 слоев высокотехнологичных и крайне хрупких строу-трубок. Эти тяжелые камеры надо было аккуратно перевезти в северную зону SPS в Превессане, поместить в экспериментальную камеру и установить с точностью 0,3 мм. Затем камеры были оснащены необходимыми газовыми системами, трубками, кабелями и электроникой. Это было сделано до начала октябрьского сеанса, чтобы настроить трекер до его интегрирования с другими подсистемами детектора для сбора данных.

Уникальный трекер, расположенный непосредственно внутри экспериментальной вакуумной камеры, находится на одной линии с кремниевым пиксельным детектором и детектором под названием CEDAR.

Подробности на сайте http://cds.cern.ch/record/1951890.