Новосибирские учёные выявили необычный эффект при рождении пи-мезонов

Сотрудники Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН на предновогодней пресс-конференции подвели итоги уходящего 2021 года и озвучили важнейшие научные достижения. Они впечатляют. Расскажем о некоторых из них.

Важнейшая система для ЦКП «СКИФ»

В 2021 году в научном учреждении начато производство вакуумной системы синхротрона, которая, по словам учёных, является одной из важнейших для ЦКП «СКИФ».

Пучок электронов, который, двигаясь почти со скоростью света, испускает синхротронное излучение, может существовать только в вакууме. Поэтому важно, чтобы в каналах, в которых накапливаются, ускоряются и транспортируются электроны, был высокий вакуум. Вакуумная система синхротрона СКИФ будет включать в себя вакуумную часть для бустерного и накопительного кольца, каналы транспортировки, электронную пушку и линейный ускоритель. Вместе это – более 900 метров вакуумных камер. В настоящее время на экспериментальном производстве Института уже изготовлены первые десятки метров вакуумных камер для бустерного кольца.

«Вакуумную систему бустерного кольца мы завершим в конце следующего года, – прокомментировал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН Александр Краснов. – К концу 2023 года весь ускорительный комплекс должен заработать. Поэтому в следующем году мы начнём серийное производство вакуумных элементов накопительного кольца».

ЦКП «СКИФ» — уникальный по своим характеристикам источник синхротронного излучения поколения «4+» с энергией 3 ГэВ, который создаётся в рамках национального проекта «Наука и университеты» и программы «Академгородок 2.0» в наукограде Кольцово Новосибирской области как элемент современной отечественной сети установок класса «мегасайенс». Он позволит проводить исследования с предельно яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения для различных дисциплин – химии, физики, материаловедения, биологии, геологии и т. д. ЦКП «СКИФ» будет включать 30 экспериментальных станций, в год исследования на них смогут проводить до 2 000 учёных из России и зарубежных стран.

Адроны раскрывают секреты

В уходящем году учёные в ходе экспериментов по изучению на коллайдере ВЭПП-2000 ИЯФ СО РАН адронов — частиц, участвующих в сильных взаимодействиях, — выявили необычный эффект при рождении пи-мезонов, который позволит уточнить теоретические расчёты в международном эксперименте по физике частиц.

ФОТО 2 Старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Фёдор Игнатов и главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Роман Ли.

Наблюдение мотивировало теоретиков института пересмотреть методику расчёта вероятностей процессов рождения частиц и уточнить вклад дополнительных эффектов. Это может заметно повлиять на теоретический расчёт аномального магнитного момента мюона в рамках масштабного эксперимента, проводящегося в Фермилаб (США).

Новосибирские исследователи пояснили, что данные, полученные на коллайдере ВЭПП-2000, востребованы физическими лабораториями по всему миру. В частности, они использовались специалистами Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми в масштабном эксперименте Muon g-2, одной из главных задач которого является поиск Новой физики — неизвестных частиц и взаимодействий, не описываемых Стандартной моделью. Исследования, тесно связанные с этим экспериментом, ведутся в ИЯФ СО РАН с 1989 года. Они нацелены на высокоточное измерение процессов рождения адронов — так называемых сечений эксклюзивных процессов. Всего таких процессов около тридцати. Прецизионные измерения сечений необходимы для вычисления вклада адронной поляризации вакуума в аномальный магнитный момент мюона.

На пути к новым источникам энергии

Ещё одна разработка новосибирских физиков-ядерщиков станет очередным шагом на пути создания новых источников энергии. Это – прототип плазменной установки, внутри которой при температуре около ста миллионов градусов будут воспроизведены условия, близкие к тем, которые необходимы для протекания термоядерной реакции в промышленном реакторе. Простая и элегантная конструкция установки КОТ (Компактный осесимметричный тороид) и ожидающиеся низкие потери энергии и вещества позволят в перспективе создать на её основе компактный и экономически привлекательный источник энергии.