Новый этап в физике высоких энергий связан с созданием в ЦЕРНе коллайдера (LHC) для протон-протонных столкновений (6,5ТэВ+6,5ТэВ).   LHC был запущен в 2009 году.
ОФВЭ участвовал в создании всех четырех основных детекторов для LHC: ATLAS, CMS, ALICE, LHCb.   Физики ОФВЭ участвуют в наборе и анализе данных коллайдера LHC.
(Более подробная информация об участии ПИЯФ в экспериметах LHC смотрите в сборнике
"Участие в подготовке и проведении экспериментов на LHC" - 2009 год (в формате .pdf = 5 Mb)
и в сборнике   "ОФВЭ в 2013-2018.    Основные направления научной деятельности" - страницы 22-133.  
(в формате .pdf = 45 Mb)

Руководитель группы ПИЯФ:    А.А.Воробьев, В.Т.Ким, Ю.М.Иванов

CMS – многоцелевой коллайдерный детектор для LHC. ОФВЭ принимал участие в создании торцевой мюонной системы детектора CMS. В ПИЯФ было изготовлено 120 шести – слойных мюонных камер, содержащих 500 000 анодных нитей. ОФВЭ был также вовлечен в создание камерной электроники, многоканальной высоковольтной системы, системы мюонного триггера.
(Более подробная информация об участии ПИЯФ в эксперименте CMS в статье
"Эксперимент CMS" в сборнике " Участие в подготовке и проведении экспериментов на LHC" - страница 6)
и в статье "Эксперимент CMS на LHC" в сборнике "ОФВЭ в 2013-2018" - страницы 22-31).
Публикации смотрите здесь.

Руководитель группы ПИЯФ:    О.Л.Федин

В эксперименте АТЛАС, который проходит на Большом адронном коллайдере (БАК) в Центре Европейских Ядерных Исследований, проводятся исследования по наиболее актуальным направлениям физики элементарных частиц. К ним относятся как прецизионные измерения параметров Стандартной модели (СМ), так и поиски т.н. “новой физики”, т.е. явлений, которые не описывает Стандартная модель. В частности, в эксперименте изучаются свойства бозона Хиггса, кванта поля Хиггса, которое придает массу калибровочным бозонам (W и Z) кваркам и лептонам, а также исследуются свойства самой тяжелой из всех открытых к настоящему времени частиц – топ кварка. В рамках поиска “новой физики” проводятся исследования по поиску суперсимметричных частиц (SUSY), частиц из расширенного хиггсовского сектора, которые предсказываются некоторыми расширениями Стандартной модели (2HDM, HTM), темной материи и частиц предсказываемых моделями с дополнительными размерностями (т.н. “extra dimensions”), например RS-гравитона, квантовых черных дыр и др. Детектор ATLAS является самой крупной экспериментальной установкой на БАК. В эксперименте ATLAS принимает участие более 3000 физиков из 38 стран.
      Сотрудники ОФВЭ ПИЯФ принимают активное участие в физической программе эксперимента ATLAS по следующим направлениям: поиск частиц темной материи, поиск новых тяжелых бозонов Хиггса и невидимых каналов распада бозона Хиггса СМ, исследование свойств t-кварка, изучение Бозе-Эйнштейн корреляции. При участии сотрудников ОФВЭ был получен ряд важных физических результатов.
      ОФВЭ ПИЯФ внес существенный вклад в создание и модернизацию экспериментальной установки АТЛАС. На этапе создания экспериментальной установки ATLAS сотрудники Лаборатории адронной физики ОФВЭ участвовали в разработке и сборке детектора переходного излучения (Transition Radiation Tracker, TRT). Детектор TRT предназначен для регистрации треков заряженных частиц, измерения их импульсов и идентификации электронов. В настоящее время сотрудники Лаборатории адронной физики участвуют в модернизации передней части мюонного спектрометра детектора ATLAS (New Small Wheels, NSW). В рамках второй фазы модернизации детектора ATLAS (2024-2026 гг.)   ЛАФ ОФВЭ участвует в создании системы охлаждения для нового полупроводникового трекера (Inner Tracker, ITK).
      (Более подробная информация об участии ПИЯФ в эксперименте ATLAS в статье "Эксперимент ATLAS"
в сборнике "Участие в подготовке и проведении экспериментов на LHC" - страница 15) и в статье
"Эксперимент ATLAS на LHC" в сборнике "ОФВЭ в 2013-2018" - страницы 32-39). Также информация об исследованиях, проводимых в эксперименте АТЛАС, представлена в пресс релизах на сайте ОФВЭ и на странице сайта Лаборатории адронной физики.
Публикации смотрите здесь.

Руководитель группы ПИЯФ:    А.А.Воробьев

Основной целью эксперимента LHCb, проводящегося на Большом адронном коллайдере (БАК), является изучение свойств элементарных частиц, содержащих тяжёлые (b, c) кварки. Экспериментальная установка оптимизирована для изучения именно этих частиц, которые, в силу особенности механизма их рождения во взаимодействиях протонов высоких энергий, вылетают преимущественно под небольшими углами. Изучая прелестные и очарованные частицы, можно исследовать физику слабого взаимодействия, проверить многие аспекты сильного взаимодействия, провести поиск новых субатомных частиц. Важным направлением исследований LHCb является изучение известных эффектов нарушения CP-инвариантности, а также поиск новых источников этого нарушения. Изучение редких распадов b- и с-адронов позволяет косвенным образом протестировать Стандартной Модели на наличие возможных расширений, таких как SUSY (Суперсимметричное расширение СМ).
      Приборным вкладом Отделения физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ в эксперимент LHCb стала разработка и создание Мюонной системы детектора. Сотрудники ОФВЭ предложили концепцию и разработали мюонную систему, получившую одобрение коллаборации. Всего в стенах Отделения было изготовлено 600 четырёхслойных мюонных камер. В настоящее время физики ОФВЭ занимаются модернизацией детектора мюонов, чтобы обеспечить её стабильную работу в условиях высокой светимости.
      Более подробная информация об участии ПИЯФ в эксперименте LHCb в   статье   "Эксперимент LHCb"
в сборнике   " Участие в подготовке и проведении экспериментов на LHC" - страница 24)
и в статье   "Эксперимент LHCb на LHC"   в сборнике   "ОФВЭ в 2013-2018" - страницы 40-48).
      Подробнее о последних исследованиях LHCb можно узнать из публикаций эксперимента, а также из заметок на сайте Института.
Публикации смотрите здесь.

Руководитель группы ПИЯФ:    В.М.Самсонов

Согласно современным представлениям в первые микросекунды после Большого Взрыва температура Вселенной (более 200 МэВ) превышала температуру в центре Солнца
(Т_С ≈10⁷ градусов Кельвина) более, чем в 100000 раз. При столь высокой температуре материя во Вселенной состояла из глюонов и практически безмассовых кварков, кварк-глюонной плазмы. В процессе расширения и остывания, при некотором критическом значении ТK в кварк-глюонной плазме происходят фазовые переходы – спонтанное нарушение киральной симметрии и конфайнмент, в результате которых кварки приобретают динамическую массу и вместе с глюонами оказываются плененными внутри массивных адронов – нуклонов и мезонов.
      В лабораторных условиях в микрообъеме, сравнимом с объемом тяжелого ядра, аналог Большого Взрыва, формирование кварк-глюонной плазмы и ее эволюцию можно исследовать в центральных столкновениях ультрарелятивистских тяжелых ионов. С этой целью были построены уникальные детекторы STAR и PHENIX на коллайдере Релятивистских Тяжелых Ионов (RHIC, США) и детектор ALICE на Большом Адронном Коллайдере (LHC, ЦЕРН)...
      Участие ПИЯФ в эксперименте ALICE не ограничивается созданием, эксплуатацией и обслуживанием детекторных систем. Сотрудники ПИЯФ активно участвуют в наборе данных, их анализе и физической интерпретации. Наиболее важными направлениями исследований, выполняемых сотрудниками ПИЯФ в эксперименте ALICE, являются изучение адронной фазы в столкновениях ультрарелятивистских ядер и исследование глюонных плотностей в области малых х при ультрапериферическом протон-ионном и ион-ионном столкновениях.
      (Более подробная информация об участии ПИЯФ в эксперименте ALICE в статье "Эксперимент ALICE" в сборнике " Участие в подготовке и проведении экспериментов на LHC" - страница 34) и в статье
"Эксперимент ALICE на LHC" в сборнике "ОФВЭ в 2013-2018" - страницы 49-57).
      Подробнее о последних исследованиях ALICE можно узнать из файла " ALICE_v1.pdf".
Публикации смотрите здесь.

Руководитель группы ПИЯФ:    Ю.М.Иванов

"Эксперимент UA9 на LHC" - статья "COLLIMATION OF THE LARGE HADRON COLLIDER BEAMS WITH CRYSTALS" в сборнике "ОФВЭ в 2013-2018" - страницы 124-133).
В эксперименте UA9 доказана возможность уменьшения гало протонных пучков в LHC с использованием кристалл-оптики, разработанной в ПИЯФ (pdf) и ИФВЭ. Это может иметь большое значение при планируемом увеличении светимости LHC. Принято решение установить опытную коллимационную станцию непосредственно в кольце LHC.
      (Более подробная информация об участии ПИЯФ в эксперименте UA9 в статье на 22 стр. в газете "Гатчинская правда", "От физики ядра и частиц до получения пучков сверхвысоких энергий – история лаборатории")
Новости из ЦЕРН:  "Кристалл чистит пучок LHC" .

Руководитель группы ПИЯФ:   В.Т.Ким

C 2015 г. ОФВЭ НИЦ КИ — ПИЯФ принимает активное участие в подготовке эксперимента SHiP (Search for Hidden Particles) по поиску нейтральных слабовзаимодействующих лептонов, которые могут являться частицами темной материи, на пучке модернизированного ускорителя SPS в ЦЕРН. Спектрометрический трековый детектор эксперимента SHiP (SHiP spectrometer tracker, SST-трекер) является одним из ключевых поддетекторов и предназначен для измерения импульса и координат вершины распада новых частиц - кандидатов на роль темной материи. Измерение координат треков заряженных дочерних частиц предполагается осуществлять с помощью тонкостенных дрейфовых трубок (straw).
      Группой ПИЯФ активно ведется разработка конструкции центрального трекера SST, его считывающей электроники, в изучении характеристик прототипов дрейфовых трубок и разработка технологии их изготовления, а также разработка программного обеспечения реалистичного моделирования сигналов детектора.
      (Более подробная информация об участии ПИЯФ в эксперименте SHiP в статье "SHiP: SEARCH FOR HIDDEN PARTICLES" в сборнике "ОФВЭ в 2013-2018" - страницы 326-336).

Продолжение:   1   2   3