На семинаре Отделения Физики Высоких Энергий (ОФВЭ,
ПИЯФ), состоявшемся 6-ого октября
ПИЯФ (в то время ЛИЯФ) начал сотрудничать с ФНАЛ
по инициативе директора ОФВЭ профессора А.А. Воробьева в Успешное
выполнение эксперимента Е715 заложило основу дальнейшего сотрудничества
между ПИЯФ и ФНАЛ. В С
Эксперимент
D0 осуществляется крупной международной
коллаборацией, которая включает около 600
физиков из 80 институтов из 19 стран. От ПИЯФ в эксперименте D0
участвовали 14 человек, причем 7 из них вошли в список авторов публикаций
коллаборации D0. Физики ПИЯФ разработали
и создали электронику и программное обеспечение для считывания информации
с 50 тыс. каналов передней мюонной системы,
участвовали в сменах по набору экспериментальных данных и в анализе
проведенных измерений. Созданную сотрудниками ПИЯФ электронику американская
сторона оценила в один миллион долларов. Эта электроника показала высокую
надежность, и она прекрасно отработала все 10 лет второго сеанса измерений.
Задачами
экспериментов D0 и CDF являются изучение свойств
элементарных частиц, исследование процессов взаимодействия сталкивающихся
“лоб в лоб” протонов и антипротонов при суммарной энергии около 2-х
ТэВ, проверка предсказаний “Стандартной Модели”
и поиск проявлений “новой физики” вне рамок Стандартной Модели. Стандартная
Модель – это основная современная теория элементарных частиц. С небольшим
числом свободных параметров она описывает свойства огромного количества
процессов в мире элементарных частиц. Однако у нее есть и слабые места – она не включает в себя гравитацию,
не описывает темную материю и темную энергию, не объясняет, почему в
нашем мире материя доминирует над антиматерией,
предполагает, что масса нейтрино равна нулю (в то время как экспериментальные
данные указывают на наличие у нейтрино хотя и очень маленькой, но конечной
массы). Поэтому физики-теоретики предложили несколько новых более общих теорий, в которых отсутствовали бы недостатки Стандартной
Модели. Но есть ли среди них “правильная” теория, пока не ясно. В
эксперименте D0 получен большой объем новых сведений о свойствах и превращениях
элементарных частиц, которые опубликованы в более трех сотен научных
статьях. Наиболее важный результат экспериментов D0 и CDF был получен еще в конце первого сеанса
измерений – был открыт недостающий базовый элемент Стандартной Модели,
так называемый топ-кварк (Кварки – это элементарные частицы, которые
не существуют в свободном состоянии, а существуют лишь в комбинациях,
образующих все сильновзаимодействующие частицы – мезоны из двух кварков
и барионы из трех кварков. Но топ кварк, в
отличие от других кварков, вследствие его очень малого времени жизни
не образует связанных состояний). В эксперименте
D0 были также осуществлены прецизионные измерения масс топ-кварка и W-бозона, открыт ряд элементарных
частиц, предсказанных Стандартной Моделью (Σb,
Ξb, Ωb),
обнаружена новая частица с массой M = 4140 МэВ/c2 (природа которой пока не выяснена; возможно, она состоит из 4-х кварков), впервые наблюдены осцилляции
Bs
мезонов (переходы Bs мезонов из состояния частиц в состояния
античастиц и обратно), впервые наблюден очень редкий процесс одиночного
рождения топ-кварка в s-канале, получены ограничения на массу
бозона Хиггса и получено свидетельство о рождении
бозона Хиггса с массой около 125 ГэВ/c2. Последние
четыре года, уже после закрытия Тэватрона,
анализируя накопленные экспериментальные данные, коллаборация
D0
получила несколько десятков новых сведений об элементарных частицах.
Некоторые из них обсуждались на семинаре ОФВЭ. Здесь мы не будем перечислять
все результаты, а ограничимся лишь констатацией того факта, что все
они или хорошо, или вполне удовлетворительно согласуются с предсказаниями
Стандартной Модели. С одной стороны, это хороший итог научных исследований,
демонстрирующих высокую предсказательную силу Стандартной Модели. Но
с другой стороны, физики, конечно же, были бы более довольны, если бы
обнаружилось явное противоречие между теорией и экспериментом, которое
указывало бы на наличие новой физики, и что позволило бы приоткрыть
новые тайны мироздания. Работа по поиску новой физики будет продолжена
на Большом Адронном
Коллайдере. Д-р физ.-мат. н. Г.Д. Алхазов |
||||