Коллайдер ВЭПП-2000 в новосибирском Институте ядерной физики впервые выведен на проектную энергию и достиг порога, после которого столкновения частиц в нем начинают рождать антибарионы — античастицы протонов и нейтронов, сообщил РИА Новости ученый секретарь института Алексей Васильев.
«Достигнута максимальная проектная энергия коллайдера — 1000 мегаэлектронвольт на пучок, что означает суммарную энергию столкновений 2000 мегаэлектронвольт. Пройден порог энергии 1870 мегаэлектронвольт — порог рождения барион-антибарионных пар. Мы фиксируем до 2 тысяч рождений в секунду в каждой точке (столкновений), они регистрируются», — сказал Васильев.
Идея коллайдера — ускорителя элементарных частиц на встречных пучках, в котором частицы сталкиваются не с фиксированной мишенью, а с летящими им навстречу другими частицами, — была впервые предложена в 1960-е годы советским физиком академиком Гершем Будкером, основателем Института ядерной физики СО РАН, который сейчас носит его имя.
В последние годы было создано много крупных установок, основанных на этом принципе. В частности, предшественником Большого адронного коллайдера в европейском ЦЕРНе был Большой электрон-позитронный коллайдер (Large Electron-Positron Collider — LEP), закрытый в 2000 году.
Электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-2000, разработка которого началась также в 2000 году, стал своего рода младшим братом LEPа. Если энергия частиц в европейском коллайдере достигала 100 гигаэлектронвольт на пучок (суммарная энергия — 200 гигаэлектронвольт), то сибирский коллайдер ровно в 100 раз слабее — 2000 мегаэлектронвольт или 2 гигаэлектронвольта.
«Его энергия в 100 раз меньше, чем максимальная на LEP. Но ведь, если вы построили малолитражку, вам никто не скажет: «Зачем ты ее сделал, ведь уже есть сверхмощные грузовики». Есть множество задач в разных диапазонах энергий, и установки строятся под решение конкретной задачи», — сказал Васильев.
По его словам, у современных ученых существует дефицит информации из этой области энергии и мировое сообщество ее ждет. Анализ данных, полученных на больших ускорителях, во многом зависит от данных о тех процессах, которые происходят при более низких энергиях, и без этих знаний невозможно добиться точных результатов.
«Одна из основных задач нового коллайдера — с максимально высокой точностью измерить параметры аннигиляции электрон-позитронной пары в адроны — мезоны и барионы», — сказал Васильев.
Он пояснил, что позитрон и электрон — частица и античастица — при столкновениях могут аннигилировать, целиком превращаясь в электромагнитное излучение. Однако при некоторых энергиях эти столкновения могут порождать другие частицы — состоящие из двух (мезоны) или трех кварков (барионы — протоны и нейтроны).
По словам Васильева, внутреннее строение протонов и нейтронов до сих пор изучено не до конца.
«Их строение до сих пор очень плохо известно — как распределен заряд, как распределен момент внутри этих составных частиц. Известно из чего они состоят, но как это там распределено, известно очень плохо. Этот коллайдер является самым удобным инструментом для изучения», — сказала собеседник агентства.
Ученый добавил, что процессы рождения адронов происходят и при столкновении частиц на более высоких энергиях, однако там они быстро аннигилируют вновь, не оставляя следов. Поэтому существует неопределенность в нынешних данных, которую можно уменьшить.
Создание коллайдера ВЭПП-2000 началось в 2000 году. Он пришел на смену коллайдеру ВЭПП-2М, который работал в институте рекордно долгий срок — 26 лет. В конце 2007 года на ВЭПП-2000 начались первые пробные эксперименты, а с 2009 года проводятся регулярные эксперименты с двумя универсальными детекторами — КМД-3 и СНД.
Васильев сказал, что в начале 2011 года на ускорителе начался полугодичный эксперимент, в ходе которого энергия столкновений постепенно повышалась, сейчас она была доведена до максимума. Теперь, после нескольких дней технической остановки, начнется обратное движение, которое закончится в июне-июле.