Российско-американская коллаборация собрала данные для уточнения Стандартной модели

Исследователи из Научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ МГУ) и лаборатории Джефферсона в США получили новые данные о том, что происходит при облучении протонов пучком электронов с энергиями около шести гигаэлектронвольт. Эта информация необходима для уточнения ряда предсказаний Стандартной модели. О работе физиков сообщается на официальном сайте НИИЯФ МГУ.

Ученые использовали ускоритель электронов CEBAF в лаборатории Джефферсона. Эта установка позволяет разогнать электроны до энергии в 6 гигаэлектронвольт, а затем вывести сфокусированный пучок в один из нескольких экспериментальных залов. Американо-российская группа исследователей применила в качестве мишени капсулу с жидким водородом внутри специального детектора CLAS, многослойного шара диаметром около трех метров. Образовавшиеся при столкновении протонов и электронов частицы поглощались детектором практически полностью и благодаря его показаниям ученые получили возможность изучить взаимодействие частиц с так называемыми промежуточными энергиями.

По словам Евгения Исупова при помощи CLAS изучалась «реакция в которой образуются положительные и отрицательные пи-мезоны. Преимущество данной реакции состоит в том, что большинство высоколежащих нуклонных резонансов распадаются преимущественно по этому каналу». Это означает, что ученые получили возможность проверить, действительно ли перешедшие в возбужденное состояние протоны (нуклонные резонансы) превращаются в другие частицы так, как предсказывает теория. Исследователь добавил, что кварковая модель также допускает наличие нескольких комбинаций частиц, которые пока что не удавалось наблюдать в эксперименте, но которые можно обнаружить при помощи достаточно мощного ускорителя в сочетании с чувствительным детектором.

Стандартной моделью называется теоретическое описание трех фундаментальных сил из четырех (в ней присутствует сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия, но не фигурирует гравитация). Цель новой работы - выяснить, как меняется характер сильного взаимодействия при переходе от высоких энергий к сравнительно низким (для сравнения Большой адронный коллайдер выдает пучок протонов с энергией до четырех тераэлектровольт, то есть почти на три порядка выше рассматриваемого в работе).