В России провели самые точные в мире измерения параметров J/ψ-мезона
Прецизионные измерения J/ψ-мезона — первой частицы, в которой был обнаружен очарованный кварк, выполнили ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), 11 октября сообщает пресс-служба института.
J/ψ-мезон был открыт в 1974 году Бертоном Рихтером и Самуэлем Тингом, что принесло им Нобелевскую премию по физике и помогло создать кварковую модель адронов. J/ψ-мезон состоит из очарованного кварка (c-кварка) и антикварка.
Параметры J/ψ-мезона необходимы для проверки Стандартной модели физики элементарных частиц. Полученные в ИЯФ СО РАН значения параметров этого мезона, имеют рекордную в мире точность. Они включены в международную базу данных по элементарным частицам.
Исследование «Проверка Стандартной модели в экспериментах КЕДР и ATLAS», посвященное прецизионному измерению параметров J/ψ-мезона и инклюзивного сечения рождения адронов в столкновениях электронов и позитронов в области энергии от 5 до 7 ГэВ провела старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Татьяна Харламова.
Прецизионные эксперименты по физике высоких энергий проводятся не только с целью проверки теории взаимодействий элементарных частиц (Стандартной модели), но и для поиска не вписывающихся в существующую теорию явлений — так называемой Новой физики.
Татьяна Харламова прокомментировала проделанную в институте работу: «В настоящее время подобные исследования проводятся в Китае, на коллайдере BEPC, но наши измерения параметров J/ψ-мезона имеют рекордную в мире точность. Точность измерения адронной ширины в четыре раза лучше точности предыдущих измерений. Кроме того, значения полной и парциальной ширин J/ψ-мезонов впервые измерены напрямую, без привлечения данных сторонних экспериментов».
Она отметила, что полученные в ИЯФ СО РАН значения «согласуются с результатами предыдущих мировых экспериментов и могут быть использованы в российских и зарубежных научных центрах, а также служат заделом для международного проекта Супер Чарм-Тау фабрика, строительство которого планируется в России».
Провести такие сверхточные измерения позволили уникальные российские установки — электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-4М и универсальный магнитный детектор КЕДР. Выполненные российскими учеными измерения параметров J/ψ-мезона значительно повысили точность среднемировых значений и были включены в мировую базу данных ФЭЧ Particle Data Group.
Поскольку J/ψ-мезон во многих экспериментах физики элементарных частиц играет роль «стандартной свечи», точность его параметров влияет на точность других экспериментов.
Татьяна Харламова пояснила: «J/ψ-мезон представляет собой связанное состояние пары очарованных кварка и антикварка со временем жизни около 10–20 секунд. Моя задача состояла в измерении параметров J/ψ-мезона, необходимых для проверки теоретических расчетов и разработки методов вычислений в Стандартной модели физики элементарных частиц. Кроме того, я занимаюсь обработкой данных по измерению инклюзивного сечения рождения адронов при электрон-позитронной аннигиляции».
Такие измерения нужны для определения адронной поляризации вакуума в широком диапазоне энергий, что, в свою очередь, необходимо для вычисления аномального магнитного момента мюона, где наблюдаются различия между теоретическими и экспериментальными расчетами.
