Молодые ученые СО РАН вносят вклад в создание «Новой физики»
За значительный вклад в анализ данных и разработку методики идентификации элементарных частиц детектором КМД-3 ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ) СО РАН награждены медалью Российской академии наук для молодых ученых, 8 февраля сообщает пресс-служба института.
Молодым ученым ИЯФ СО РАН научному сотруднику Дмитрию Шемякину и младшим научным сотрудникам Вячеславу Иванову и Сергею Грибанову медаль была присвоена за работу «Изучение процессов аннигиляции электрон-позитронной пары в адроны с детектором КМД-3 на ускорительном комплексе ВЭПП-2000». Ее результаты опубликованы в журнале Physics Letters.
Дмитрий Шемякин так прокомментировал суть проделанной работы: «Общая цель этих экспериментов — измерить адронные сечения и разобраться с промежуточной динамикой, которая определяет механизм рождения данного конечного состояния. При этом каждый из нас изучает свои процессы электрон-позитронной аннигиляции с множественным рождением пионов, каонов и других частиц. У меня это процесс e+e− → K+K−π+π−, когда в конечном состоянии рождаются два заряженных каона и два заряженных пиона. У Вячеслава Иванова это процесс e+e− → K+K−ƞ, когда в конечном состоянии кроме двух заряженных каонов есть еще и эта-мезон. У Сергея Грибанова это процесс с пятью пионами (четыре заряженных и один нейтральный)».
Прецизионные данные по сечениям рождения адронов, которые получили ученые ИЯФ СО РАН, востребованы многими группами физиков во всем мире. Как пояснил Дмитрий Шемякин, важность экспериментов на коллайдере ВЭПП-2000 вызвана тем, что сейчас нет последовательной теории для описания адронных взаимодействий при низких энергиях.
Так, квантовая хромодинамика применима лишь для расчетов при энергиях в системе центра масс выше 2 ГэВ, для меньших энергий применяются феноменологические модели. Соответственно, чем выше точность измерений адронных сечений, которыми занимались сибирские ученые, тем более корректно может быть выбрана феноменологическая модель, описывающая взаимодействия адронов, что позволит лучше понять законы сильных взаимодействий частиц с легкими кварками.
«Каждое конкретное измерение сечения процесса e+e− → адроны будет вносить свой вклад в улучшение теоретической точности расчета», — отметил Дмитрий Шемякин. Результаты проделанных измерений важны для интерпретации результатов международного эксперимента по измерению аномального магнитного момента мюона в лаборатории им. Ферми, США.
Аномальный магнитный момент (АММ) мюона — небольшое отклонение магнитного момента частицы от «стандартной» величины, возникающее из-за квантово-полевых эффектов рождения виртуальных частиц. Теоретически этот эффект был предсказан Нобелевским лауреатом Джулианом Швингером в 1957 году и подтвержден в 1960-х годах экспериментами в ЦЕРН.
Однако в последующих экспериментах по мере уточнения измерений АММ возникло различие между экспериментом и предсказанием в размере 4,2 стандартных отклонений, что привело к гипотезе существования новых взаимодействий вне рамок Стандартной модели и «Новой физики» за пределами Стандартной модели. Отсюда так важна точность измерений АММ.
В планах молодых ученых измерения других адронных сечений. «Нас интересует динамика рождения частиц в электрон-позитронной аннигиляции. Когда увеличится статистика, а значит и точность измерения, у нас появится возможность лучше понять динамику рождения частиц и физику взаимодействия легких кварков», — пояснил Дмитрий Шемякин.
