Важнейшие результаты 1998 года

Экспериментальная физика Теоретическая физика Ускорительная физика Конференции Вычислительная техника и обеспечение исследований Аннотации

Экспериментальная физика

 В эксперименте на установке Вершинный спектрометр (ВЕС) завершен парциально-волновой анализ реакций
p-N -> p-p-p- | N
pN -> wpp0 - N
Во второй реакции обнаружен резонансно-подобный сигнал в волне с экзотическими квантовыми числами JPC = 1-+. В совокупности с полученными ранее данными по другим каналам это состояние является указанием на существование гибридного мезона с массой М=1,6 ГэВ. В эксперименте на установках ГАМС-2000 и ГАМС-4p на ускорителе У-70 проведен парциально-волновой анализ системы из двух h-мезонов, образующихся в зарядовообменной p--p реакции. В области масс 1,0-2,6 ГэВ учтены S-, D- и G-волны. Поведение S- и D-волн указывает на существование нескольких скалярных и тензорных резонансов, из которых fo(2000) наблюдается в системе двух h-мезонов впервые. Впервые в мировой практике в одном эксперименте на Комплексе меченых нейтрино (КМН) измерена разность наклонов графиков Далитца для распадов K+ и K--мезонов на p-(p-) и два p0-мезона, составляющая 0,005+0,02. Этот результат противоречит значениям величины разности наклонов графиков Далитца, найденным ранее из данных других экспериментов и указывает на отсутствие прямого нарушения СР-четности в данных распадах. Завершен анализ данных в эксперименте на Нейтринном детекторе ИФВЭ-ОИЯИ на ускорителе У-70 по глубоко неупругому рассеянию нейтрино на нуклонах в области Q2 от 0,5 до 10 ГэВ2. Анализ данных по структурным функциям нуклонов в рамках квантовой хромодинамики дал для константы сильного взаимодействия, экстраполированной на массу Z-бозона, величину as(Mz)=0,126+0,006, которая находится в согласии с последними результатами CCFR (0,124+0,007) и LEP (0,124+0,0043). На установке СФИНКС существенно увеличена статистика и продолжено исследование нового барионного состояния Х(2000) -> S + K+, образующегося в дифракционном рассеянии 70 ГэВ протонов. Это состояние обладает рядом аномальных свойств, которые делают его серьезным кандидатом в экзотические пентакварковые барионы со скрытой странностью. Получено независимое подтверждение существования барионного состояния Х(2000) в совместном эксперименте SELEX на ускорителе FNAL (США) при анализе (S K+)-системы, образующейся в дифракционном рассеянии S-гиперонов на нуклонах. В совместном эксперименте SELEX на ускорителе FNAL получены новые данные о процессах кулоновского образования частиц в когерентных реакциях отрицательных пионов и S-гиперонов на ядрах углерода, меди и свинца. Проведены самые точные измерения радиационной ширины распада а2(1320) на p- и g Г=(225+20+45) КэВ. Получен очень низкий предел для ширины SU(3)-запрещенного радиационного распада S(1385)-гиперона на S и g-квант Г<6 КэВ (95% уровнь достоверности). Измерен электромагнитный радиус S-гиперона R=(0,60+0,08+0,08) ћ10-13 см. Завершен монтаж оборудования установки RAMPEX для исследования поляризационных явлений при больших переданных импульсах. В осеннем сеансе 1998 года начат набор статистики.

Теоретическая физика

 Исходя из релятивистской теории гравитации и космологических данных о возрасте Вселенной и параметре ее расширения А.А.Логуновым и его сотрудниками получена верхняя оценка на массу гравитона: mg =< 4.5 ћ 10-66г, более чем на три порядка улучшающая прежнюю оценку, полученную из астрофизических наблюдений. В рамках релятивистской теории гравитации показано, что наличие ненулевой массы гравитона устраняет космологическую сингулярность и приводит к циклическому характеру эволюции Вселенной. Показано, что при этом пространственная геометрия Вселенной будет евклидовой, плотность энергии должна несколько превышать критическую (т.е. должна существовать скрытая масса). В рассмотренной схеме естественным образом реализуется принцип Маха: инерциальная система определяется распределением масс во Вселенной. Получены функциональные зависимости для спиновых структурных функций g1(x) и h1(x) в области малых x и для функции g1(x) проведено сравнение с экспериментальными данными группы SMC полученными в CERN. Показано, что сингулярное при x=0 поведение спиновой структурной функции g1(x) не изменяет существенно численные значения вкладов различных типов кварков в спин нуклона. В ИФВЭ получены новейшие данные по распаду h' -> p' p g, измеренному в CERN (Crystall Barrel Collaboration) и подтверждающие отклонение спектра масс p'p- от данных по e+e--аннигиляции (обнаруженное в 1990 году в ИФВЭ). Они были проанализированы с целью сопоставления с результатом оригинальной схемы h-h' смешивания, также разработанной в ИФВЭ и позволяющей "увидеть" т.н. "квадратную аномалию". Результат теоретического расчета прекрасно согласуется с данными.

Ускорительная физика

 Обеспечена работа ускорителя У-70 в двух сеансах. Ожидаемое время работы ускорителя с пучком составляет 1800 часов. Ведется набор статистики на пяти экспериментальных установках. Выполнен ряд методических исследований. Исследован режим вывода протонного пучка с помощью короткого (5 мм) изогнутого монокристалла кремния. Достигнута рекордная в мире эффективность вывода при многократном прохождении пучка через кристалл, составляющая 42%. Максимальная интенсивность выведенного пучка составила 6x1011 протонов в цикл. Осуществлен перевод бустера на новую систему управления, созданную совместно с CERN. Завершены монтажные работы по реконструкции откачных средств ускорителя У-70 (введены в действие последние 8 из 20 откачных постов), произведен монтаж 10 новых обмоток коррекции. Общий объем введенных основных фондов составил 2,5 млн.рублей.

Конференции

 В 1998 году ГНЦ ИФВЭ обеспечил проведение на базе ИФВЭ трех научных форумов: XXI Международный Семинар по фундаментальным проблемам физики высоких энергий и теории поля. XIII Международный Симпозиум по спиновой физике высоких энергий. XVI Всероссийское Совещание по ускорителям заряженных частиц.

Вычислительная техника и обеспечение исследований

 В 1998 году введена вычислительная техника суммарной мощностью 4 млрд. операций в секунду, в том числе супер-ЭВМ Альфа-сервер 8200 5/440 быстродействием 3,3 млрд. операций в секунду. Интегральная мощность вычислительного центра ГНЦ ИФВЭ составила 7 млрд. операций в секунду. Введены две автоматизированные библиотеки магнитных лент объемом по 2 Тбайт (2x1012 байт) и 100 Гбайт памяти на дисках. Завершено строительство и введена п/с "Протон" с ВЛ-220 Кв. Осуществлен перевод электроснабжения ГНЦ ИФВЭ на сети КалугаЭнерго от атомных электростанций Минатома России. Общая балансовая стоимость введенных основных фондов составляет 82 млн. рублей. УНК Сооружена бетонная перегородка у ствола 1023, отсекающая кольцевой тоннель УНК от притока воды из незавершенного тоннеля канала вывода пучка. Завершены работы по ликвидации притока воды в районе стволов 1008. Выполнено контрольное нагнетание и обварка металлоизоляции тоннеля в районе СП-IV. Эти работы дали сокращение затрат на обслуживающие процессы (поддержание тоннеля в безаварийном состоянии) на 45% по сравнению с 1997 годом.

Аннотации

 Установка ВЕС (ВЕршинный Спектрометр) является установкой, нацеленной на регистрацию многочастичных конечных состояний с заряженными частицами и нейтральными мезонами, распадающимися на гамма-кванты. В эксперименте на ускорителе У-70 по рассеянию отрицательных пионов с импульсом 40 ГэВ/с завершен набор данных и получена крупнейшая в мире статистика взаимодействий с многочастичными конечными состояниями. Ведется систематический анализ данных. Получен ряд новых интересных результатов по спектрометрии многочастичных состояний, включая гибридные. Эти результаты регулярно представляются на международных конференциях и в ОЯФ РАН. Руководителем данного эксперимента является профессор А.М.Зайцев. Экспериментальные установки ГАМС-2000 (ГАМС-4p) и ГАМС-4000 являются спектрометрами, регистрирующими нейтральные конечные состояния, распадающиеся на гамма-кванты. Они используются в совместных экспериментах ИФВЭ-CERN-Япония и установлены на пучках отрицательных пионов ускорителей У-70 (ИФВЭ) и SPS (CERN). В этих экспериментах исследуются реакции перезарядки отрицательных пионов на протонах. В экспериментах уже открыт ряд новых частиц, включая кандидаты в глюболы и мезоны с высокими спинами, а также ряд новых физических явлений. В результате анализа данных, проведенного в 1997 году, установлено, что в массовом спектре системы (эта - пи-ноль) четко видны пики а-ноль и а-два мезонов, наблюдается значительная асимметрия распада в системе Годфрида-Джексона при массе системы выше 1,3 ГэВ, при всех трех значениях импульса при массах системы выше 1,2 ГэВ доминирует обмен с натуральной спин-четностью. Руководителем экспериментов был академик Ю.Д.Прокошкин.
В настоящее время руководитель - доктор физ.-мат.наук С.В.Донсков. Комплекс меченых нейтрино (КМН) на ускорителе У-70 - уникальная экспериментальная установка. В ее состав входят: система формирования пучка вторичных К-мезонов, станция мечения, распадная труба, крупнейший в мире спектрометр на жидком аргоне. Наряду с изучением взаимодействий нейтрино от распадов К-мезонов, "меченых" по кинематике распадов родительских частиц, высокие потоки К-мезонов дают возможность измерения их редких мод распада. Очень важным является также возможность одновременного измерения распадов как положительных, так и отрицательных К-мезонов. Руководителем данного эксперимента является член-корреспондент РАН С.П.Денисов. Измерение структурных функций нуклона проводятся во многих экспериментах по рассеянию лептонов. Наиболее удобными для этих целей являются нейтринные эксперименты, где возможно одновременное независимое выделение функций F2 и xF3.
Спектр энергий нейтрино ускорителя У-70 в отличии от ускорителей SPS (CERN) и FNAL (США) дает возможность выполнить анализ в области малых передач импульса. Измеренные структурные функции нуклона на Нейтринном детекторе ИФВЭ-ОИЯИ дополняют мировые данные в малодоступной на других ускорителях области передач импульса. Руководителями эксперимента являются А.С.Бунятов (ОИЯИ) и А.С.Вовенко (ИФВЭ). Спектрометр с Вершинным Детектором (СВД) - гибридная установка. Вершинным детектором СВД является быстроциклирующая прецизионная водородная пузырьковая камера. Спектрометр регистрирует как заряженные частицы (пропорциональные камеры в магнитном поле), так и гамма-кванты (годоскопический спектрометр на основе черенковских счетчиков полного поглощения из свинцового стекла типа ГАМС). Поиск кандидатов в распады очарованных частиц осуществляется в пузырьковой камере по целеуказаниям спектрометра. СВД создан группами специалистов из ИФВЭ, ОИЯИ и НИИЯФ МГУ. Руководителем эксперимента является профессор П.Ф.Ермолов (НИИЯФ МГУ).