Ученые из ЦЕРНа обрушили лавину результатов с Большого адронного коллайдера на участников International Conference on High Energy Physics

11 августа 2016

На международной конференции по физике высоких энергий ICHEP 2016 (International Conference on High Energy Physics) в Чикаго физики представили множество результатов с Большого Адронного Коллайдера (БАК)

Теперь, с большим количеством новых данных, коллаборации могут продолжить начатые с прошлого года исследования на беспрецедентном энергетическом уровне 13 ТэВ. Учёные представили более ста результатов, в том числе и анализ данных, полученных в 2016 году.

Благодаря высокой производительности на БАК, эксперименты всего за несколько месяцев 2016 года получили в 5 раз больше данных, чем в 2015 году. БАК превзошёл проектную светимость в июне (светимость – это параметр, измеряющий число столкновений в секунду). Максимум светимости достигает около 1 млрд столкновений в секунду – в таких условиях могут произойти даже самые редкие процессы при самых высоких энергиях. Таким образом, БАК превзошёл все ожидания и конечная цель на 2016 год – 25 обратных фемтобарн (~100 трлн протон-протонных столкновений) – уже фактически достигнута. Мощность ГРИДа (глобальной вычислительной сети БАК) превзошла все предыдущие рекорды – с начала года на записывающих устройствах ГРИД сети хранится и обрабатывается более 25 петабайт данных.

«БАК начал свою работу с выхода на номинальную светимость, а сейчас уже превзошёл её на 20%, - говорит Фредерик Бордри, директор лаборатории по Ускорителям и Технологиям. - Это большое достижение, и можно быть уверенным в том, что мы выполним больше запланированного в течение второго сезона работы БАК».

Последние месяцы физики усердно работали над огромным количеством новых данных, полученных с БАК. Теперь, с большим количеством информации, учёные могут с более высокой точностью измерить параметры процессов, описанных Стандартной Моделью, и искать варианты прямого рождения новых частиц на самых высоких энергиях. Например, бозон Хиггса с массой около 125 ГэВ, открытый в 2012 году при энергии протонов 8 ТэВ, сейчас был зарегистрирован при новой энергии 13 ТэВ, причём с более высокой статистической значимостью. Также эксперименты ATLAS и CMS проделали более точные измерения параметров процессов Стандартной Модели, особенно обращая внимание на аномальные взаимодействия частиц при высоких энергиях (подобные наблюдения являются достаточно чувствительными косвенным образом на наличие физики за пределами Стандартной Модели).

«Сейчас - самое прекрасное время для физиков частиц за все последние годы. Мы наконец-то всерьез погружаемся в неизведанное; физика частиц никогда ранее не исследовала такие энергии»,

- говорит Экхард Элсен, директор Лаборатории по Исследованиям и Вычислительной Технике.

ATLAS и CMS также искали следы новых частиц, предсказанных Суперсимметрией и другими экзотическими теориями вне рамок Стандартной Модели, но до сих пор убедительных доказательств существования «новой физики» нет. В частности, интригующая новость о возможном резонансе при 750 ГэВ, распадающемся на фотонную пару, вызвала значительный интерес в 2015 году, но он не проявился в гораздо большем наборе данных в 2016. Таким образом, это явление на данный момент считается статистической флуктуацией. Коллаборация LHCb тоже представила множество интересных результатов в области физики кварков.

Самые важные из них: открытие канала распада B0->K+K- (этот редчайший распад B-мезона на адроны наблюдался впервые) и изучение необыкновенной чувствительности CP-нарушения (это явление, объясняющее избыток материи над антиматерией). Также на LHCb были получены данные, которые могут помочь в определении поляризации фотонов в радиационных распадах Bs - мезонов и в определении сечений рождения нескольких ключевых процессов при энергии столкновения 13 ТэВ – хотя некоторые из них, на первый взгляд, находятся в противоречии с текущими прогнозами.

Все четыре коллаборации представили результаты экспериментов с тяжёлыми ионами. Коллаборация ALICE показала результаты новых измерений параметров кварк-глюонной плазмы – состояния материи, существовавшей несколько миллионных долей секунды после Большого Взрыва. Физики на эксперименте ALICE изучают поведение ядерных сил в этом первичном состоянии материи. Исследователи также измеряли вязкость плазмы на новом энергетическом уровне и выяснили, что она ведёт себя фактически как идеальная жидкость – и этот феномен также наблюдается при более низких энергиях столкновений.

«Мы в самом начале пути,– говорит Фабиола Джанноти, генеральный директор ЦЕРН.- Превосходная производительность ускорителя БАК, экспериментов и вычислений создаёт чрезвычайно хорошую базу для детальных и всесторонних исследований в диапазоне нескольких ТэВ, а также даёт возможность для значительного прогресса в нашем понимании фундаментальной физики».

«В этот раз на конференции нет докладов, непосредственно представляемых учеными из МИФИ, – комментирует молодой ученый кафедры №40 «Физика элементарных частиц» Димитрий Краснопевцев, - но, например, в одном из докладов наших коллег из Китая, посвященному рождению Z бозона совместно с ассоциированными фотонами, присутствуют результаты, полученные именно группой молодых ученых нашего института. Дело в том, что политика представления результатов у больших коллабораций в ЦЕРН построена таким образом, что каждый участник должен хоть раз представлять результаты всей коллаборации (около 3 тыс. человек для ATLAS). Наши сотрудники в этом году уже делали много докладов на крупнейших международных конференциях от лица коллабораци ATLAS: Moriond2016, LHCP2016, QCD@WORK2016 и ICNFP-2016, сейчас пришла очередь ехать другим. Но новые результаты в больших коллаборациях появляются регулярно, и, я надеюсь, что мифисты скоро снова поедут лично представлять честь нашего института на таких высоких мероприятиях».