Программа фундаментальных исследований на У-70
Исследования в области адронной спектроскопии занимают одно из ведущих мест
в программе работ Института. Они были начаты в ИФВЭ
вскоре после запуска ускорителя У-70
и продолжаются по настоящий день. Они имеют хорошие перспективы по следующим причинам:
Современная физика сильных взаимодействий - квантовая хромодинамика (КХД) - остро нуждается
в новых данных о свойствах адронов. Это связано с тем, что в КХД на расстояниях масштаба
10-13 см определяющую роль играют сильные взаимодействия,
где многие явления не вычисляются стандартными методами.
В связи с этим первостепенное значение приобретают разнообразные экспериментальные исследования:
Необходимы детальные сведения о массах резонансов с различными
квантовыми числами, временах жизни, вероятностях распадов по различным каналам.
Особый интерес могут представлять необычные явления - аномально долгоживущие резонансы,
объекты с необычными вероятностями распадов по различным каналам,
резонансы с квантовыми числами, запрещенными в кварковой модели.
Ускоритель У-70 на редкость хорошо подходит для исследований адронной спектроскопии:
энергии пучков вполне хватает для образования адронов с самыми разнообразными свойствами;
|
при энергиях пучков У-70 достаточно хорошо разделяются процессы
из "верхней" и "нижней" вершин (см. рисунок);
реакции, сечения которых падают с энергией, еще достаточно интенсивны и вполне наблюдаемы;
характерные углы продуктов распада резонансов не слишком велики,
что позволяет достигать высокой эффективности регистрации реакций;
при энергиях пучков в десятки ГэВ можно сравнительно просто регистрировать
g-кванты -
энергия У-70 особенно удобна для идентификации как пучковых частиц,
так и заряженных продуктов взаимодействия с помощью черенковских счетчиков.
Совокупность перечисленных выше причин позволяет назвать ускоритель У-70
"фабрикой легких резонансов".
|
Традиционными для Института
(Открытие №387)
являются исследования физических явлений,
связанных с наличием у частиц квантового числа "спин",
характеризующего внутренний момент количества движения.
Эти явления более наглядно проявляются,
когда в столкновениях спины частиц имеют определенную
пространственную ориентацию,
то есть частицы пучка или мишени поляризованы.
В поляризационных экспериментах изучаются тонкие эффекты влияния спина частиц
на взаимодействия при высоких энергиях.
Опыты по упругому рассеянию и близким
к нему реакциям играют первостепенную роль в понимании структуры адронов,
позволяют выяснить природу сил, ведущих к зарядовообменным процессам
при высоких энергиях.
|
Установка РАМПЕКС для
поляризационных исследований
(увеличить)
|
Значительные асимметрии, зарегистрированные на У-70
в упругом рассеянии, бинарных процессах,
а также в инклюзивном рождении мезонов,
привлекли внимание к учёту спина при построении динамики
сильных взаимодействий и поставили сложные вопросы перед теорией.
Так, обнаружение ненулевой поляризации в реакциях пионной перезарядки
указало на неприменимость простой полюсной модели Редже,
которая предсказывала для этих процессов нулевую поляризацию.
В настоящее время отсутствует законченная теоретическая картина
о роли спина во взаимодействиях частиц.
Для ее становления требуются новые экспериментальные данные.
Программа исследования поляризационных эффектов продолжается
на ускорителе ИФВЭ в экспериментах
RAMPEX,
ФОДС-2.
Исследование редких распадов К-мезонов - актуальная физическая задача,
представляющая интерес для решения следующих вопросов:
поиск явного нарушения Стандартной модели
измерение параметров Стандартной модели,
поиск нарушения СР-симметрии,
изучение сильных взаимодействий при низких энергиях.
Прямая проверка явных отклонений от Стандартной Модели,
например, нарушение сохранения лептонного числа,
может быть осуществлена при сверхвысоких энергиях,
недоступных в настоящее время на действующих ускорителях.
В то же время измерение вероятности распада
К+ -> p-em
может дать ответ на этот вопрос.
Сложность заключается в том, что эта вероятность находится
на уровне 10-11.