Разработанный российскими учёными детектор зарегистрировал первые столкновения электронов и позитронов

Новости

Учёные Института ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН (далее - ИЯФ СО РАН), при участии коллег из Новосибирского государственного университета, разработали 40-тонный электромагнитный калориметр на основе кристаллов йодистого цезия, являющийся одной из ключевых систем детектора Belle II.

С помощью детектора были зарегистрированы столкновения электронов и позитронов, которые впервые наблюдались в коллайдере SuperKEKB. Также российские, корейские и японские физики разработали систему для анализа большого объема данных в эксперименте Belle II. 

В лаборатории физики элементарных частиц КЕК начался эксперимент Belle II. В результате аннигиляции электронов и позитронов рождаются новые частицы, в частности, пары В-мезона и его античастицы, а также наблюдаются события рождения других адронов.

Детектор Belle II в SuperKEKB – одна из ключевых систем коллайдера. Он был разработан и построен международной коллаборацией, в которую входят более 750 исследователей из 25 стран. Возможности Belle II существенно улучшены по сравнению с Belle, детектором для предыдущего эксперимента, в частности, значительно возросло его быстродействие. Калориметр позволит с большой эффективностью и высокой точностью регистрировать и измерять энергию фотонов и, следовательно, восстанавливать нейтральные пи-мезоны.

Ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Александр Кузьмин является координатором группы калориметра детектора Belle II и одним из разработчиков системы сбора данных для этой системы. Он пояснил, что электроника калориметра детектора Belle II была существенно улучшена для нового эксперимента. «Она позволяет реконструировать высокоэнергичные фотоны для более 30 тысяч событий электрон-позитронных столкновений в секунду. Кроме того, информация с калориметра позволяет быстро, в течение миллионных долей секунды, определить, является ли событие полезным и выдать сигнал всем системам детектора для его регистрации», – отметил ученый.

В течение примерно 10 лет работы будет накоплен набор данных о рождении 50 миллиардов пар B-мезонов и их античастиц. Это в 50 раз больше, чем было получено в предыдущем эксперименте Belle. Была модернизирована система сбора данных, состоящая из тысяч электронных плат и компьютеров и достигнута максимальная скорость счёта событий в 30 кГц. Также была разработана и введена в эксплуатацию централизованная система, которая в настоящее время готова к записи первых данных.

В отличие от Большого адронного коллайдера в CERN (находящемся в Швейцарии), который является ускорителем с самой высокой в мире энергией, SuperKEKB будет иметь самую высокую в мире светимость, то есть количество взаимодействий частиц, происходящих в единицу времени. Проектная светимость коллайдера SuperKEKB составляет 8x1035см-2с-1. Это открывает совершенно новые возможности для изучения редких распадов B- и D-мезонов, тау-лептона, а также поиска эффектов, выходящих за рамки Стандартной модели. Среди возможных примеров таких эффектов – отклонение суммы углов Треугольника Унитарности от 180 градусов, обнаружение процессов, идущих с нарушением лептонного числа, проблема доминирования материи в сравнении с антиматерией и другие открытые фундаментальные вопросы в понимании Вселенной.

Дата публикации: 11.05.2018 10:08
Дата последнего изменения: 11.05.2018 10:08

Оформить подписку на периодическую рассылку информационных материалов официального сайта ФАНО России