сегодня: 26.10.2021

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2019-07-31 16:04:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирские ученые создали прототип детектора для поисков Новой физики





Стандартная модель - современная теория микромира - хорошо описывает взаимодействия элементарных частиц. Множество параметров в Стандартной модели, например, массы кварков, лептонов, калибровочных бозонов, позволяют ученым предполагать существование Новой физики - явлений, которые не согласуются с СМ.

Эксперимент по поиску Новой физики готовится в японском протонном ускорительном комплексе J-PARC.

Специалисты Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН, принимающие участие в международной коллаборации, разработали, изготовили и успешно испытали прототип детектора для J-PARC. Сейчас идет разработка детектора, который в 2019 году установят в J-PARC в префектуре Ибараки. Прибор позволит проверить корректность работы строящегося мюонного ускорителя.

Одно из направлений поиска физики за рамками Стандартной модели - измерение в эксперименте и сравнение с теоретическими расчетами значения аномального магнитного момента мюона. Физики используют именно эту величину, потому что ее можно очень точно рассчитать в рамках теории и так же точно ее можно измерить экспериментально. Подобные эксперименты ранее проводились в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) и в Брукхейвенской национальной лаборатории (BNL). На сегодняшний день наиболее точное измерение аномального магнитного момента мюона отличается от теоретического расчета в рамках СМ более чем на три стандартных отклонения. Это означает, что вероятность такого случайного отклонения около 0,1% при условии, что погрешность эксперимента определена правильно. Отклонение может быть как указанием на существование физики вне СМ, так и следствием недооценки систематических погрешностей в эксперименте или расчете. Поэтому нужны более точные эксперименты.

В настоящий момент набор данных осуществляется в эксперименте E989 в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Фермилаб), который продлится около двух лет, а также готовится эксперимент E34 на японском протонном ускорительном комплексе (J-PARC) - ведется строительство мюонного ускорителя в селе Токай префектуры Ибараки. Задача каждого эксперимента с большей точностью измерить величину аномального магнитного момента мюона.

Для эксперимента E34 специалисты Института ядерной физики СО РАН изготовили прототип системы диагностики мюонного пучка, который в 2018 году прошел все испытания и продемонстрировал работоспособность. Теперь новосибирские физики разрабатывают детектор для мюонного ускорителя J-PARC.

"Наш детектор - это только одна из систем диагностики мюонного ускорителя. Все они нужны для того, чтобы еще до начала эксперимента понимать, какими параметрами будет обладать пучок - от этого зависит результат работы, - рассказывает участник коллаборации J-PARC, научный сотрудник Института ядерной физики Георгий Разуваев. - Детектор, разработанный в Институте, будет измерять поперечный профиль пучка - то есть регистрировать зависимость количества мюонов от их положения в пространстве, распределение частиц в пучке. Все эти параметры будут отображаться в виде двухмерной картинки. Детектор представляет собой монитор со сцинтилляционной пленкой".

Работа детектора Института ядерной физики основана на следующем принципе: потоки мюонов, проходящие через сцинтилляционный слой толщиной три микрометра, излучают свет в видимом диапазоне, который с высокой чувствительностью, низкими шумами и возможностью держать экспозицию до 50-ти дней фиксирует специальная фотокамера.

"Чем толще сцинтилляционная пленка, тем больше приходится света на частицу и тем сильнее сигнал - соответственно, его легче зарегистрировать. Но толстая пленка сильнее влияет на структуру пучка, - поясняет Георгий Разуваев. - Необходимо было подобрать такие параметры материала, которые бы эффективно справлялись с этими исключающими друг друга задачами. Наша пленка максимально тонкая и минимально влияет на пучок. Технология детектора, разработанная в нашем Институте, позволит специалистам J-PARC работать с пучками нужных параметров".

По словам ученого, экспериментальные результаты значения аномального магнитного момента мюона, измеренные в предыдущих экспериментах, и предсказания теории физики элементарных частиц расходятся довольно значительно - в Стандартной модели предсказания отличаются от измерений на 3,5-4 стандартных отклонения, но для обоснованного утверждения, что это действительно проявления Новой физики, необходимы более точные эксперименты.

"Сцинтилляционный детектор, разработанный нашими коллегами из Будкеровского института, обладает уникальной технологией регистрации мюонного пучка, – рассказывает руководитель мюонного эксперимента J-PARC, профессор Цутому Мибе (Tsutomu Mibe). - Благодаря этому мы сможем без помех контролировать характеристики пучка мюонов в эксперименте J-PARC".

В эксперименте E34 реализован отличный от E989 (Фермилаб) подход. Здесь будет использован охлажденный пучок мюонов, который позволит отказаться от электростатической фокусировки и проводить измерения при значительно меньшем импульсе мюонов, что позволит избежать целого комплекса систематических погрешностей.

"Эмиттанс мюонного пучка (фазовый объем пучка в ускорителе) в эксперименте J-PARC меньше, чем в эксперименте Фермилаб, а значит выше качество пучка, - добавил профессор Мибе. - Это позволило нам ослабить фокусирующее поле для удержания мюонов на равновесной орбите, используя только магнитное поле, и работать с более компактным накопительным кольцом; увеличить эффективность инжекции и др. Также наша техника эксперимента сильно отличается от Фермилаб. Таким образом, эксперимент J-PARC становится уникальным и ценным инструментом для определения аномального магнитного момента мюона".

Благодаря разным методам измерения аномального магнитного момента мюона систематические ошибки в этих двух экспериментах будут практически независимы.

Работы проводятся при поддержке совместного гранта Российского фонда фундаментальных исследований и Японского общества продвижения науки РФФИ-JSPS, отметила сотрудник пресс-службы Института ядерной физики Вероника Болонева



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
*****

10-15 ноября 2021 года в Омске пройдет театральный фестиваль "Достоевский. Омск"

*******

16 октября 2021 года в Красноярске стартует фестиваль Дмитрия Хворостовского

*****
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность
Реклама

Универсальная вебкамера за 1190 рублей, функция автоматической записи
*******
О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2021 РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12