Сверхсильный коллайдер

4 марта 2016 года в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН) состоялась пресс-конференция, посвященная началу работы нового электрон-позитронного коллайдера SuperKEKB в Лаборатории физики высоких энергий (KEK) в Цукубе (Япония).

Беспрецедентная проектная светимость новой установки, в десятки раз превосходящая светимость Большого адронного коллайдера, позволит экспериментально исследовать процессы с участием очарованных и прелестных кварков, тау-лептона с недоступной сегодня точностью, провести поиск «новой физики» за рамками Стандартной модели.

Во время пресс-конференции в Новосибирске журналистам удалось увидеть на проекторе в реальном времени отображение основных параметров коллайдера.

Кроме того, был продемонстрирован образец разработанной и изготовленной в ИЯФ СО РАН вакуумной камеры позитронного кольца – элемента японского ускорителя, в котором в условиях сверхвысокого вакуума движется с околосветовой скоростью пучок позитронов.

Наша справка

Проект SuperKEKB является продолжением предыдущего проекта, строительство которого началось в 1994 г., а закончилось в 1998 г. С 1999 г. новосибирские ученые принимали участие не только в проведении экспериментов, но и в поддержании характеристик, параметров системы этого электромагнитного калориметра. В 2010 г. эта установка закончила работу. При этом была достигнута самая высокая в мире светимость – в 2 раза больше чем на аналогичной установке в США. Была накоплена самая большая в мире статистика в этой области энергии, которая обрабатывается до сих пор. Исследовательскую работу будет проводить международная коллаборация Belle II. В состав коллаборации входят более 600 исследователей из 23 стран Азии, Европы и Северной Америки. ИЯФ СО РАН – один из основных партнеров в России.

 «Наша работа в проекте началась в 1992 г. Ученые ИЯФ разработали и создали очень важный детектор – электромагнитный калориметр. Это большая система, в которой имеется около 9000 счётчиков на основе кристаллов и монокристаллов йодистого цезия. Каждый весит около 5 кг, полная масса – около 40 тонн. Это достаточно большая система и она является самой дорогой системой в этом детекторе», – сообщает  Борис Альбертович Шварц, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН.

В 2005 г. началась работа над проектом нового «суперколлайдера». Нужно заметить, что коллайдеру KEKB принадлежит мировой рекорд светимости установок со встречными пучками. Проектная светимость нового коллайдера – SuperKEKB – в 40 раз превосходит светимость своего предшественника и составляет 8x1035 см-2с-1. Это открывает совершенно новые возможности для изучения редких распадов B-мезонов и тау-лептона, а также поиску эффектов, выходящих за рамки Стандартной модели. Среди возможных примеров таких эффектов – отклонение суммы углов Треугольника Унитарности от 180 градусов, обнаружение процессов, идущих с нарушением лептонного числа.

В институте разработано и изготовлено более 700 вакуумных камер длиной от 1 до 5 метров Ученые ИЯФ СО РАН внесли огромный вклад в создание ускорительного комплекса нового коллайдера. В институте разработано и изготовлено более 700 вакуумных камер длиной от 1 до 5 метров, общая длина которых составляет около 2 километров. Для обеспечения сверхвысокого вакуума в позитронном кольце коллайдера изготовлено 220 корректирующих магнитов. Особенностью вакуумных  камер является то, что они полностью изготовлены из алюминиевых сплавов. Большая часть материалов была доставлена с российских предприятий.  

Кроме того, новосибирскими физиками из ИЯФ СО РАН и Новосибирского государственного университета (НГУ) разработаны новые модельно-независимые методы анализа экспериментальных данных, которые позволят улучшить точность измерения параметров нарушения комбинированной четности. Предложен и реализован новый подход к изучению новых экзотических состояний материи – тяжелых кваркониев.

«Наша группа принимает активное участие в модернизации электромагнитного калориметра. Ученые нашего института разработали электронику для нового калориметра, которая уже изготовлена, установлена и даже протестирована», – говорит Б.А. Шварц. 

По словам П.П. Кроковного, кандидата физико-математических наук, старшего научного сотрудника ИЯФ СО РАН, в этом проекте принимают участие новосибирские ученые института Ядерной физики и НГУ. Многие участники преподают в университете, студенты НГУ пишут дипломные работы, аспиранты защищают диссертации как на данных предыдущего эксперимента, так и на подготовке нового, который будет выполняться международной коллаборацией Belle II.

Анастасия Федорова