НАВЕРХ

Переход по разным ссылкам

  Структура


  Основные направления


  Основные достижения


  Публикации


  События


  История


  Полезная информация


  Социальная жизнь

 

  Основные направления работ в ОФВЭ ПИЯФ

Р е л я т и в и с т с к а я    я д е р н а я    ф и з и к а

Рисунок открывается в отдельном окне Великие открытия в истории физики часто связаны с исследованием вещества в экстремальных условиях. Так, физика микроскопических размеров основана на квантовомеханических принципах, в то время как физика сверхвысоких скоростей на специальной теории относительности. В конце 90-х годов прошлого столетия результаты экспериментальных исследований центральных столкновений ультрарелятивистских тяжелых ионов продемонстрировали возможность наблюдения новых явлений – деконфайнмента и восстановления киральной симметрии в ядерной материи при сверхвысокой плотности энергии. Расчеты в рамках Квантовой ХромоДинамики (КХД) предсказывают, что при достаточно высоких температурах ядерная материя может перейти в состояние, в котором кварки и глюоны, обычно связанные и локализованные внутри адронов, становятся свободными в пространственных объемах существенно превышающих размеры этих адронов и даже размеры тяжелых ядер. Более того, оказалось, что в созданной системе довольно быстро устанавливается химическое и термодинамическое равновесие, т. е. в течение небольшого промежутка времени ядерная материя может существовать в форме Кварк-Глюонной Плазмы (КГП). Согласно космологическим моделям эволюции, именно в этом состоянии существовала Вселенная спустя несколько микросекунд после Большого Взрыва. Другой экстремальный предел на фазовой диаграмме – состояние барионной материи при сверхвысоких плотностях в виде кварковой плазмы возможно реализуется в коре нейтронных звезд.

ris.1

Экспериментальное и теоретическое исследование этих проблем отмечено, как одно из наиболее приоритетных направлений в ядерной физике на ближайшее десятилетие.
       Именно на решение этих задач направлены усилия четырех коллабораций (PHENIX,   STAR,  PHOBOS и BRAHMS) в экспериментах на уже действующем ускорительном комплексе ультрарелятивистских тяжелых ионов RHIC в Брукхейвенской Национальной Лаборатории (BNL) в США. На этом ускорителе сформированы встречные пучки ионов золота, ускоренных до энергий 100 A GeV, и, согласно оценкам, в центральных столкновениях этих ядер уже достигнута плотность энергии выше 5 GeV/fm**3 .
       При анализе данных, накопленных к настоящему времени в экспериментах на RHIC, уже обнаружен ряд признаков, указывающих на проявление эффекта деконфайнмента. Более того, вопреки ожиданиям, основанным на свойстве асимптотической свободы КХД, оказалось, что свойства сформированной в центральном взаимодействии ионов золота среды близки к свойствам почти идеальной сильновзаимодействующей кварк-глюонной жидкости, а не плотного газа слабовзаимодействующих кварков и глюонов. Детальное исследование этого яркого явления продолжается в экспериментах на RHIC и в CERN на Большом Адронном Коллайдере (LHC - Large Hadron Collider) в эксперименте коллаборации ALICE. Изучение перехода ядерного вещества в состояние кварковой плазмы при сверхвысоких барионных плотностях запланировано в экспериментах CBM на FAIR (Дармштадт) и в экспериментах MPD и SPD на ускорительном комплексе NICA (Дубна).
       ПИЯФ активно участвует в этих исследованиях в рамках коллабораций PHENIX, ALICE, CBM.

Подробнее о деятельности РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ смотрите на странице сайта Лаборатории релятивистской ядерной физики и здесь (полный текст файла из 3-х страниц смотрите в отдельном окне):

Рисунок открывается в отдельном окне


Проект CBM в FAIR (GSI, Германия).

общий вид CBM Широкий спектр фундаментальных физических явлений характерен для исследования свойств ядерной материи при барионных плотностях в несколько раз превышающих ядерную плотность и сравнительно низких температурах до 10 – 100 МэВ. В этой области может возникать смешанное состояние кварковой и барионной материй, происходить фазовый переход с восстановлением киральности и переход в фазу кварковой материи, могут существовать пространственно-неоднородные фазы типа «кристалл». Весь спектр этих состояний характерен для физики внутренних слоев и коры нейтронных звезд.
      Формирование состояния ядерной материи с высокой барионной плотностью в лаборатории возможно, используя столкновения пучков тяжелых ионов с энергиями в интервале (2 – 10) ГэВ/нуклон. Именно на исследования в этой области нацелены эксперимент MPD на строящемся коллайдере NICA (ОИЯИ, г. Дубна) и эксперимент CBM на ионных пучках будущего ускорительного комплекса FAIR (GSI, Германия).
      Центр по исследованию антипротонов и ионов FAIR – это строящийся в г. Дармштадт, Германия, уникальный исследовательский центр. Комплекс будет состоять из линейного ускорителя, действующего ускорителя проекта SIS18, накопительных колец и ускорителя SIS100, который в последствии будет модернизирован (проект SIS300). Пучок будет выводится в различные экспериментальные залы для проведения соответствующих экспериментов. FAIR является эволюцией существующего научного центра по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца GSI и значительно расширит его возможности...
      Одновременно, начиная с 2003 года ПИЯФ участвует в разработке и создании мюонного спектрометра MuCh и кольцевого черенковского детектора RICH для эксперимента СВМ. Для реализации физической программы эксперимента CBM регистрация и идентификация лептонов в области малых поперечных импульсов является критичной. Поэтому к детекторам RICH и MuCh предъявляются жесткие требования, а их проектирование и изготовление является сложной задачей, требующей привлечения квалифицированных специалистов и специализированных производств...
      Подробнее об исследованиях CBM можно узнать из файла "CBM_v1.pdf".
(Более подробная информация об участии ПИЯФ в эксперименте CBM в статье сборника "ОФВЭ в 2013-2018" - страницы 362-369).

наверх


НИЦ "Курчатовский институт"  •   Российская Академия Наук  •   Петербургский инстиут ядерной физики
  •   Отделение физики высоких энергий   •   Отделение нейтронных исследований   •   Отделение теоретической физики
  •   Отделение молекулярной и радиационной биофизики   •   Отделение перспективных разработок

Последнее обновление: ,   веб-мастер С.Ф. Удалова