ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ И АТОМНОГО ЯДРА

Калибровочно-независимое описание тормозного излучения альфа-альфа

2024-06-17T12:56:05+00:00

Изучается тормозное излучение альфа–альфа с помощью обобщения теоремы Зигерта. Соответствующая амплитуда перехода выражается через силы электрического и магнитного полей и матричные элементы обобщенных электрического и магнитного дипольных моментов системы. Благодаря этому амплитуда имеет явно калибровочно-независимую форму. Отдельное внимание уделяется учету взаимного влияния кулоновского отталкивания и сильного взаимодействия сталкивающихся альфа-частиц. Полученные данные по сечению тормозного излучения сравниваются с имеющимися экспериментальными данными.

Применение харьковского потенциала в теории 2N- и 3N-систем с решением релятивистских уравнений Фаддеева

2024-06-17T12:59:57+00:00

Харьковский потенциал является недавно разработанной теоретико-полевой моделью взаимодействия нуклонов, построенной в рамках мгновенной формы релятивистской динамики на основе полного гамильтониана взаимодействующих мезонного и нуклонного полей сиспользованием метода унитарных преобразований «одевания». Такой подход позволяет связать представление «голых» частиц с представлением «одетых», т. е. частиц с физическими свойствами. В отличие от предыдущих исследований показаны последние результаты с параметрами модели, дающими наилучшее описание экспериментальных данных.

Голографическое приближение снизу вверх для описания спектроскопии мезонов

2024-06-17T13:06:56+00:00

Голографические методы, вдохновленные соответствием калибровки/гравитации в теории струн, используются для исследования спектроскопии адронов на протяжении последних пятнадцати лет. В феноменологическом приближении снизу вверх линейные реджеподобные траектории легких мезонов воспроизводятся естественным образом в рамках так называемых голографических моделей мягкой стенки. Представлены краткий обзор лежащих в основе обсуждаемого подхода идей и технические аспекты, связанные со спектроскопией мезонов, а также обобщенный вариант модели мягкой стенки, который является очень удобным для описания реальных экспериментальных данных в мезонной спектроскопии.

Исследование различных моделей взаимодействия потенциала двойной свертки для упругого рассеяния ⁶He + ¹²C до 500 МэВ

2024-06-17T13:09:52+00:00

Целью данной работы является сравнение различных моделей взаимодействия с потенциалом двойной свертки для упругого рассеяния ⁶He + ¹²C. Имеющиеся в настоящее время экспериментальные данные для упругого рассеяния ⁶He на ядрах ¹²C сэнергиями 5,9, 9,9, 18, 30, 229,8, 249,6 и 493,8 МэВ проанализированы в рамках оптической модели с потенциалом Вудса–Саксона. Для реальной части ядерного потенциала использовался подход двойной свертки, основанный на различных моделях взаимодействия, таких как CDM3Y6 Paris, DDM3Y1 Reid, BDM3Y1 (Paris и Reid). Среди этих моделей потенциал, взятый из BDM3Y1 Reid, оказался мельче по сравнению с остальными, что привело к необходимости использования более высокого коэффициента перенормировки. Исследованы энергетические зависимости сечения реакции, а также интеграла мнимого потенциального объема. Расчетные угловые распределения хорошо согласуются с экспериментальными данными во всем угловом диапазоне.

Киральная среда в обобщенной линейной Σ-модели и киральной теории возмущений

2024-06-17T13:14:08+00:00

Исследуется возможность образования фазы с локальным нарушением пространственной четности в киральной среде в центральных столкновениях тяжелых ионов в высоких энергиях. Проведено сравнение полученных ограничений на параметры обобщенной линейной киральной Σ-модели для легких мезонов и структурных констант взаимодействия кирального лагранжиана Гассера–Лейтвилера (ГЛ) для киральной теории возмущений в киральной среде. Получен ряд
оотношений длянизкоэнергетических структурных констант связи кирального лагранжиана ГЛ и соответствующих параметров взаимодействияв обобщенной сигма-модели. Приведены выражениядляконстанты распада пиона и массы мезона a₀ в киральной среде с дисбалансом. Описан процесс (сигнатура) в киральной среде, который может экспериментально указывать на существование фазы с локальным нарушением пространственной четности и который проявляется в подавлении потока мюонов в распадах заряженных пионов в файерболе.

Корреляции поперечного импульса и множественности при энергиях столкновения на NICA и SPS

2024-06-18T05:56:28+00:00

Корреляция между множественностью заряженных частиц и средним поперечным импульсом наблюдалась экспериментально в p + p-столкновениях от верхней энергии SPS до энергии LHC. Изменение формы корреляционной функции в зависимости от энергии столкновения было успешно описано моделью мультипомеронного обмена как взаимодействия слияния струн и сохранения энергии-импульса. Ситуацию при более низких энергиях столкновения, когда роль резонансных распадов может возрасти, можно изучить с помощью эксперимента NA61/SHINE на SPS и предстоящего эксперимента MPD на NICA. Перед экспериментальным анализом явление было изучено с помощью генераторов событий Монте-Карло. Представлены результаты моделирования методом Монте-Карло для корреляционной функции p_t − n и коэффициента корреляции. Обсуждается роль ограниченных экспериментальных аксептансов установок NA61/SHINE иMPD.

Исследование сильноинтенсивных величин и устойчивой дисперсии в множественном рождении частиц при энергиях Большого адронного коллайдера

2024-06-18T06:21:40+00:00

Исследованы сильноинтенсивные переменные и устойчивая дисперсия в процессах множественного рождения частиц в pp- и AA-взаимодействиях при энергиях Большого адронного коллайдера. Проведено монте-карло- и аналитическое моделирование этих величин в рамках модели кварк-глюонных струн. Также были учтены эффекты слияния струн путем введения решетки в плоскости прицельного параметра. Сильноинтенсивная переменная Σ(n_F , n_B) была вычислена для различных энергий и двух значений ширины быстротных окон наблюдения в зависимости от расстояния между центрами этих окон. На основе монте-карломоделирования также вычислены приведенная дисперсия ω_n итак называемая устойчивая дисперсия R_n для различных энергий и различной ширины быстротных окон наблюдения.

Эффективность детектора MPD при анализе сильноинтенсивных флуктуаций множественности и поперечного импульса в столкновениях тяжелых ионов

2024-06-18T06:00:22+00:00

Детектор MPD (Multi-Purpose Detector) на коллайдере NICA будет использоваться для изучения фазовой диаграммы сильновзаимодействующей материи при больших барионных плотностях. Одним из чувствительных к критическому поведению инструментов является анализ пособытийных флуктуаций. Сильноинтенсивные переменные считаются особенно чувствительными, так как они подавляют вклад тривиальных объемных флуктуаций. Оценивается эффективность детектора MPD по измерению флуктуаций с помощью сильноинтенсивных переменных, построенных для множественностей ипоперечных импульсов, в различных кинематических аксептансах. Представлены результаты, полученные с помощью полной цепочки моделирования и реконструкции MPD.

Недавние результаты STAR по столкновениям тяжелых ионов

2024-06-18T06:03:35+00:00

Исследование плотной ядерной материи, образующейся в столкновениях тяжелых ионов, является одной из основных задач современной релятивистской ядерной физики. Релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC) предоставляет уникальную возможность исследовать фазовую диаграмму КХД, сталкивая различные типы ядер, а также меняя энергию столкновений. На RHIC начался второй этап программы энергетического сканирования, в котором столкновения ядер золота будут происходить при энергии √s_NN = 7,7−27 ГэВ. Набор данных в моде с фиксированной мишенью позволит расширить доступный для анализа энергетический диапазон до √s_NN = 3,0 ГэВ. Набор данных в упомянутых программах значительно углубит наше представление о структуре фазовой диаграммы КХД в широком диапазоне барионного химического потенциала μ_B до 720 МэВ. Недавняя модернизация детекторов повысила возможности STAR по регистрации частиц в области малых поперечных импульсов и больших псевдобыстрот, а также по идентификации частиц. С новыми детекторами STAR значительно увеличивается точность вычислений, что позволяет исследовать как границу фазового перехода, так и образование файербола. Представлены последние результаты и планы по дальнейшей работе коллаборации STAR.

Суперасимметричный режим деления ядра ²⁵⁴Fm, образованного в реакции ¹⁶O + ²³⁸U

2024-06-18T06:07:28+00:00

Распределения масса–энергия фрагментов деления составного ядра ²⁵⁴Fm, образованного в реакции ¹⁶O + ²³⁸U, былиизмерены придвух значениях энергии в лабораторной системе отсчета E_lab = 89 и101 МэВ. Этиэкспериментальные данные былиописаны с помощью мультимодальной модели случайного разрыва перешейка. Подробно обсуждаются полученные вероятностиканалов и характеристики различных мод деления. При энергии возбуждения ∼ 45 МэВ наблюдается усиление (до ∼ 10⁻² %) выхода масс в диапазоне 60–70 а. е. м. для легкого фрагмента, что можно объяснить влиянием замыкания оболочки Z = 28. Данное проявление суперасимметричного деления ожидаемо уменьшается до нуля прибольшей энергии возбуждения ( ∼ 56 МэВ). Показано, что ширины распределения массы осколков деления имеют линейную зависимость от измеряемых энергий.

Встраивание продуктов распада Λ⁰ от Монте-Карло событий в экспериментальные данные как инструмент, позволяющий улучшить восстановление траекторий заряженных частиц

2024-06-18T06:17:37+00:00

BM@N («Барионная материя на нуклотроне») является действующим экспериментом, работающим в режиме фиксированной мишени. Оценка выхода странных частиц является значимой по причине недостаточности экспериментальных данных, соответствующих энергетическому диапазону эксперимента BM@N. Для решения поставленной задачи накладываются определенные требования на процедуры восстановления треков заряженных частиц и вторичных вершин, соответствующих распадам странных частиц. Данная работа посвящена разработке алгоритма встраивания продуктов распада Λ⁰-гиперона из моделирования методом Монте-Карло в экспериментальные данные. Приводятся результаты, подтверждающие работоспособность данного алгоритма.

Излучение Хокинга от остатков фазового перехода КХД — наггетсы из странных кварков, первичные черные дыры и белые дыры

2024-06-18T06:28:59+00:00

Вполне правдоподобным является предположение о том, что во время первичного фазового перехода кварк–адрон через микросекунды после Большого взрыва пространство претерпело суперохлаждение, сопровождаемое процессом мини-инфляции, что привело к фазовому переходу первого рода от кварков к адронам. Остатки нетрансформировавшейся материи в форме кварковых наггетсов с барионным числом, превышающим критическое значение, при этом сохранились в процессе эволюции пространства. Подобные кварковые наггетсы являются кандидатами на странную кварковую материю. Предполагается, что цветовой конфайнмент превращает физический вакуум в горизонт событий для кварков и глюонов. Этот горизонт может пересекаться только за счет эффекта квантового туннелирования. Такой процесс является КХД-эквивалентом излучения Хокинга гравитационными черными дырами, т. е. туннелирование нейтронов из наггетсов эквивалентно излучению Хокинга гравитационной черной дырой. Таким образом, когда температура Хокинга кварковых наггетсов становится нулевой, туннелирование прекращается и наггетсы сохраняются навсегда. Барионное число и масса этих наггетсов могут быть получены из приведенных теоретических расчетов. Полученные результаты прекрасно согласуются с предсказаниями других феноменологических моделей. К тому же вариация температуры Хокинга как функции барионного числа и массы наггетсов имитирует киральный фазовый переход, похожий в некотором смысле на фазовый переход КХД. Наконец, наггетсы из странных кварков могут быть перспективными кандидатами на барионную темную материю.

Глубокие нейронные сети и феноменология сверхтяжелых ядер

2024-06-18T06:32:10+00:00

В последние годы было сделано несколько успешных попыток использования искусственных нейронных сетей (ИНС) в ядерной физике, физике высоких энергий и других областях науки. Эти результаты показали, что моделирование данных ядерной физики с помощью ИНС может быть ценным дополнением к исследованиям с помощью теоретических моделей. Наиболее интересным применением данного нового подхода может оказаться экспериментальное и теоретическое исследование ядер, находящихся далеко за пределами области стабильности.
Цель представленной работы — предсказать энергиисвязи (B/A) и энергии отделения двух протонов и двух нейтронов (S_2p, S_2n) тяжелых и сверхтяжелых нуклидов, задавая только их протонное и нейтронное числа (Z, N), а также четность их числа. Имеющийся массив данных был использован для тренировки алгоритмов iRPROP (с улучшенным упругим обратным распространением) и Adam (оценка адаптивного момента), которые затем былииспользованы для настройки параметров глубокой ИНС, определяющей (без каких-либо дополнительных теоретических предположений) отображение чисел протонов и нейтронов на свойства основного состояния ядра.
Предсказательная сила нейронной сети, основанной на моделировании в рамках алгоритма Keras + TensorFlow, сравнивается с результатами традиционных феноменологических моделей. Полученные результаты показывают не только отличную способность к обучению предлагаемой авторамистатьисети(со среднеквадратичным отклонением между данными ИНС и 2498 экспериментально известнымизначениямиэнергий связина уровне 70 эВ), но и многообещающие возможностипредсказывать различные свойства как сверхтяжелых ядер, так и ядер, находящихся далеко за пределами острова стабильности. Показано, что чисто феноменологические модели, основанные на глубоких ИНС, могут совпадать по предсказательной способностис общепринятымимоделямиописания свойств ядер (однако без объяснения структуры оболочек) и даже превосходить их, что является ценным дополнительным инструментом исследования расширяющегося ядерного ландшафта.

Последние результаты по образованию (анти-)гиперядер на БАК в эксперименте ALICE

2024-06-18T07:25:58+00:00

Эксперименты по столкновению тяжелых ионов предоставляют уникальную возможность для изучения образования ядер, содержащих гипероны — (анти-)гиперядра. В эксперименте ALICE на Большом адронном коллайдере (БАК) определено образование (анти-)гипертритонов в результате анализа данных, собранных при столкновениях ядер свинца при двух энергиях в с. ц. м. — 2,76 и 5,02 ТэВ. Анализ проводился с использованием идентификации частиц в детекторе ALICE, в частности, по потерям энергии заряженных треков во времяпроекционной камере. Выделение продуктов распада (анти-)гипертритона по слабому взаимодействию от фона первичных треков проводилось путем определения вторичных вершин.

Результаты измерения времени жизни (анти-)гипертритона приведены в сравнении с прогнозами различных моделей, в частности с предсказаниями статистической модели адронизации. Также представлены планы работы БАК начиная с 2022 г., которые приведут к более высокой статистике и пространственной точности данных измерений.

База данных коллаборации CLAS для исследования структуры адронов в электромагнитных процессах

2024-06-18T07:29:25+00:00

Разработанная совместно Лабораторией Джефферсона (США) и НИИ ядерн ой физики им. Д. В. Скобельцын а МГУ им. М. В. Ломон осова база дан н ых коллаборации CLAS содержит большинство экспериментальных результатов по инклюзивным, полуинклюзивным и эксклюзивным реакциям на протонах и ядрах, полученных с помощью детектора CLAS. Существенная часть этих результатов является уникальной. Размещенные в базе данных CLAS результаты экспериментов и инструменты их анализа представляют особый интерес для изучения структуры основного и возбужденных состояний адронов, проливают свет на динамику сильного взаимодействия в непертурбативной области, формирующую адроны как связанные системы кварков и глюонов.

Комптоновская ионизация атомов как новый метод спектроскопии внешних оболочек

2024-06-18T07:32:43+00:00

В недавно опубликованной в журнале «Nature Physics» статье была показана возможность измерения полного дифференциального сечения реакции однократной комптоновской ионизации атома гелия без регистрации рассеянных фотонов. Сравнение результатов экспериментов с теорией, основанной на модели A², показало хорошую применимость этой модели в случае небольших (порядка нескольких килоэлектронвольт) энергий фотонов. Более подробно рассматривается возможность использования таких реакций для изучения импульсного распределения активного электрона в атомах мишени.

Кремниевая трековая система как часть гибридного трекера эксперимента BM@N

2024-06-18T07:36:27+00:00

С целью исследования уравнения состояния сверхплотной ядерной материи в столкновениях ядер золота при энергиях нуклотрона (2,0–4,5 ГэВ/нуклон) установка BM@N (ОИЯИ, Дубна) должна быть существенно модернизирована. Для измерения событий с высокой множественностью при частоте взаимодействия до 5 МГц необходимо установить четыре широкоапертурные трековые станции с двусторонними микрополосковыми кремниевыми детекторами, которые были разработаны для эксперимента CBM/FAIR. С помощью моделирования показано, что гибридная трековая система, состоящая из четырех станций с кремниевымидетекторами(STS), установленнымиперед семью плоскостями GEM-детекторов, способна идентифицировать заряженные частицы, включая гипероны, испускаемые в Au–Au-столкновениях, с хорошей эффективностью и высоким соотношением сигнал–шум. Представлены результаты моделирования, а также статус разработки детектора STS.

Перспективы изучения странности на NICA/MPD на основе реалистичного моделирования методом Монте-Карло

2024-06-18T07:44:22+00:00

Изучение рождения странности в ядерных взаимодействиях является одной из основных задач физической программы NICA/MPD. Представлены результаты монте-карло-исследования характеристик установки MPD по реконструкции Λ, Ξ⁺, Ω⁺ в Au + Au-взаимодействиях при энергии √s_NN = 11 ГэВ, демонстрирующие способность эксперимента выделять физические наблюдаемые, существенные для изучения странности в начальный период набора данных.

Изучение возможности дифференциального измерения направленного потока протонов и заряженных каонов в эксперименте CBM

2024-06-18T07:49:02+00:00

Представлена возможность дифференциального измерения направленного потока протонов и положительно заряженных каонов как функции центральности столкновения, поперечного импульса и быстроты в эксперименте по изучению сжатой барионной материи (CBM). Анализ основан на моделировании отклика детектора CBM с помощью GEANT4 на частицы, рожденные в столкновениях Au + Au приимпульсе пучка 12A ГэВ/c, наиболее высоком из доступных на ускорителе SIS100, смоделированных с помощью генератора событий DCMQGSM-SMM. Расчет коэффициентов потока выполняется относительно симметрии спектаторов пучка. Для реконструкции событий, определения центральности, идентификации частиц и реконструкции плоскости симметрии используется процедура, основанная исключительно на реконструированных данных. Зависимость результатов от особенностей оценки плоскости симметрии спектаторов и чистоты идентификации частиц исследована путем сравнения восстановленных сигналов с зависимостями, полученными из генератора событий.

Исследования рождения адронов в эксперименте NA61/SHINE для точного определения спектров и потоков нейтрино в экспериментах на ускорителях

2024-06-18T07:53:45+00:00

Неопределенность в моделировании адронных взаимодействий методом Монте-Карло вносит определяющий вклад в полную систематическую ошибку при описании спектров и потоков нейтрино в ускорительных нейтринных экспериментах. Прямые измерения процессов образования адронов для эксперимента T2K (Япония) и для нейтринных экспериментов в Фермилаб (MINERνA, NOνA и DUNE) проводятся с использованием спектрометра NA61/SHINE на ускорителе SPS в ЦЕРН. Выходы адронов, неупругие сечения и сечения рождения, которые имеют решающее значение для улучшения предсказаний нейтринных спектров и потоков, измеряются в эксперименте NA61/SHINE, в котором воспроизводятся взаимодействия различных адронных пучков с тонкими и протяженными (копиями) мишенями. Представлены недавно полученные результаты. Продолжение научной программы NA61/SHINE по исследованию рождения адронов для нейтринных экспериментов планируется после 2020 г.

Возможность изучения свойств тепловых фотонов в столкновениях тяжелых ионов на ускорителе NICA

2024-06-18T07:56:55+00:00

Тепловые фотоны являются ценным источником информации о свойствах горячего и плотного вещества, образующегося в столкновениях тяжелых релятивистских ядер. Эффективная температура, измеренная посредством тепловых фотонов, при энергиях ускорителей RHIC и LHC намного превышает температуру ожидаемого фазового перехода в состояние с несвязанными кварками и глюонами, известное как кварк-глюоннаяплазма. Изучение свойств прямых фотонов в столкновениях тяжелых ионов на ускорителе NICA может помочь оценить эффективную температуру образующейсясреды при меньших энергиях и проследить переход от партонных степеней свободы к адронным. Представлены результаты исследованиявозможности измерений свойств тепловых фотонов в эксперименте MPD на ускорителе NICA в столкновениях ядер золота посредством метода конверсии.

Физика и астрофизика космических лучей ультравысоких энергий: новые результаты обсерватории Пьера Оже

2024-06-18T08:00:41+00:00

Космические лучи ультравысоких энергий являются самыми энергетическими носителями информации о Вселенной, их энергии достигают 10²⁰ эВ. Изучение астрофизических частиц (ядер, электронов, нейтрино и фотонов) при наибольших достигаемых ими энергиях важно для фундаментальной физики, а также астрофизики. Первичные частицы взаимодействуют с атмосферой (или с литосферой Земли) и генерируют экстенсивные воздушные ливни частиц. Анализ этих ливней позволяет не только оценивать энергию, направление и наиболее вероятное значение массы первичных космических частиц, но и получать информацию о свойствах адронных взаимодействий при энергиях, превышающих более чем на порядокмаксимальные значения энергий, достигнутых в созданных человеком ускорителях. Обсерватория Пьера Оже, расположенная в провинции Мендоса (Аргентина), является самой большой экспериментальной установкой, предназначенной для регистрации и изучения космических лучей. Обсерватория представляет собой гибридный детектор площадью 3000 км². Сбор данных в ней ведется на протяжении уже почти двадцати лет. Представлены последние результаты по энергетическим спектрам космических лучей, исследованиям в области физики адронов, поиску анизотропии по направлению в пространстве и изучению массового состава (включая исследования по фотонам и нейтрино). Также описывается статус текущих работ по обновлению («AugerPrime») обсерватории, целью которого является, прежде всего, улучшение чувствительности установки копределению типа и массы частиц, регистрируемых при анализе космических лучей ультравысоких энергий.

Рождение адронов при столкновениях частиц высоких энергий

2024-06-18T08:04:37+00:00

В рамках концепции кварк-адронного дуализма рассмотрена адронизация деконфайнментной среды, возникающей при столкновениях частиц высоких энергий. Показано, что количество рожденных адронов полностью определяется точными функциями Грина в неравновесной среде и вершинными функциями, отвечающими за фазовый переход конфайнмент–деконфайнмент. На основе компактификации стандартной хромодинамики (3 + 1) до КХД (1 + 1)+(1 + 1) в приближении кварк-глюонных струн найдено распределение рожденных адронов по быстротам и поперечным энергиям. При условии, что адронизация — равновесный фазовый переход первого рода, такие распределения получены в явном виде. Найденные выходы адронов существенно зависят от энергии сталкивающихся частиц, количества струн, массы рождаемых адронов и температуры фазового перехода. В случае рождения пионов в pp-столкновениях промежуточных энергий получено хорошее согласие теоретических и экспериментальных данных.

Возможность существования новых дибарионов ниже порога рождения пионов

2024-06-18T08:07:54+00:00

Создание новых измерительных приборов часто сопровождается получением важных научных результатов. Обсуждается возможность решения задачи, стоящей перед физикой высоких энергий уже в течение нескольких десятилетий, с использованием будущей установки SPD NICA. Это проблема существования слабых возбуждений дейтрона, находящегося в сильно сжатом состоянии, решение которой имеет большое значение для понимания фазовых переходов в холодной ядерной материи. Ответ на этот вопрос также может помочь выполнить проверку механизма ослабления цветовой прозрачности, которую не удается осуществить с конца 1980-х гг. Приведены теоретические и экспериментальные указания в пользу существования в дейтроне легких дибарионных возбуждений, находящихся ниже порога рождения пионов, а также требования к измерительной установке, необходимые для их регистрации.

Аспекты рассеяния на несферическом потенциале

2024-06-18T11:29:35+00:00

Создана модель решения задачи рассеяния на аксиально-симметричном потенциале. На ее основе проведено исследование взаимодействия изотопа²³⁸U с нейтроном. Акцент сделан на корректном учете несферической формы ядра урана. В качестве модели использован оптический потенциал. Показано, что в данном случае сферически-симметричный и несферический потенциалы дают различные картины рассеяния, в частности различныерезонансныеособенности сечения.

Угловые зависимости дейтронных анализирующих способностей в dp-упругом рассеянии при больших поперечных импульсах

2024-06-18T11:36:16+00:00

Представлены результаты векторной A_y и тензорных A_yy и A_xx анализирующих способностей в дейтрон-протонном упругом рассеянии при больших поперечных импульсах. Эти данные были получены на внутренней мишени нуклотрона ОИЯИ в диапазоне энергий 400–1800 МэВ с использованием пучка поляризованных дейтронов от нового источника поляризованных ионов. Новые данные по дейтронным анализирующим способностям в широком энергетическом диапазоне демонстрируют чувствительность спиновой структуры изоскалярных нуклон-нуклонных корреляций намалых расстояниях.

Изучение рождения ϕ-мезонов в легких системах столкновений

2024-06-18T11:47:37+00:00

В рамках изучения рождения ϕ-мезонов в малых системах столкновений при √s_NN = 200 ГэВ в эксперименте PHENIX на RHIC исследуются факторы ядерной модификации ϕ-мезонов в различных системах столкновений, таких как p + Al, p + Au, d + Au и ³He + Au. Проведено сравнение факторов ядерной модификации ϕ-мезонов с факторами ядерной модификации π⁰ -мезонов во взаимодействиях p + Al и ³He + Au, а также факторов ядерной модификации ϕ-, π⁰-мезонов и (p + p)/2 во взаимодействиях p + Au.

Рождение заряженных адронов в Cu + Au-взаимодействиях при энергии 200 ГэВ в эксперименте PHENIX

2024-06-18T11:54:41+00:00

Адронизация кварк-глюонной плазмы — одна из наиболее обсуждаемых проблем современной физики высоких энергий. В 2002 г. в эксперименте PHENIX в столкновениях Au + Au при энергии 130 ГэВ, авпоследствии и при 200 ГэВ, было обнаружено аномально большое по сравнению с протон-протонными столкновениями отношение выходов (анти)протонов к выходам π^±-мезонов. Единственной моделью, способной объяснить данную аномалию, оказалась одна из моделей адронизации, основанная на рекомбинации партонов. Представлены результаты измерений π^±, K^± и (p + p)/2 в столкновениях асимметричной системы Cu + Au при энергии 200 ГэВ с целью исследования влияния геометрии столкновений на рождение заряженных адронов.

Исследования в области КХД на установке BESIII

2024-06-18T11:59:27+00:00

«Пекинскийспектрометр» (BESIII) является ведущим экспериментом в области исследования c−τ -физики, которая позволяет изучать КХД-свойства в переходнойобласти непертурбативного и пертурбативного процессов. Обсуждаются некоторые из актуальных исследованийв области КХД, включая электромагнитные формфакторы барионов, свойства ϕ(2170)-мезона и аномальныймагнитный момент мюона.

Поиск корреляций низкоэнергетических сигналов с гамма-всплесками, солнечными вспышками и гравитационными волнами с помощью детектора Borexino

2024-06-18T12:02:12+00:00

Представлены результаты по поиску корреляций низкоэнергетических сигналов с гамма-всплесками (GRB), солнечными вспышками (SF) и гравитационными волнами (GW) с помощью детектора Borexino. Поиск скоррелированных событий с энергиями выше чем 0,25 (1,0) МэВ, расположенных внутри чувствительного объема детектора и идентифицированных не как альфа-частицы и космогенные распады (нейтриноподобные события), был проведен с различными временными окнами, центрированными вокруг времени регистрации гамма-всплесков или гравитационных волн. Поиск событий, скоррелированных с солнечными всплесками, проводился с временным окном, соответствующим длительности солнечных всплесков. Полученная скорость счета находится в хорошем статистическом согласии с ожидаемой скоростью счета от природного, космогенного и нейтринного фонов в детекторе. В результате получены лучшие верхние ограничения на все ароматы нейтрино, связанные с вышеупомянутыми астрофизическими источниками, для энергий нейтрино ниже 5–7 МэВ. Полученные ограничения позволяют исключить объяснение аномалии, полученной в 117-й серии нейтринного экспериментаHomestake с помощью солнечных нейтрино.

Оценка непотоковых эффектов в измерениях анизотропного потока протонов в эксперименте HADES в GSI

2024-06-18T12:04:53+00:00

Представлены результаты исследования зависимости прямого потока протонов от центральности столкновений Au + Au при энергии пучка 1,23A ГэВ, полученные в эксперименте HADES в GSI. Измерения проводились относительно плоскости спектаторов с помощью годоскопа Forward Wall. Оценены влияние непотоковых корреляций и коррелированные детекторные эффекты. Соответствующие систематические ошибки вычислялись на основе оценок относительно плоскости спектаторов в различных интервалах быстроты вперед, получаемых для группы каналов Forward Wall и протонов, реконструированных с помощью системы трекинга HADES.

Обзор последних результатов изучения взаимодействий тяжелых ионов в эксперименте PHENIX

2024-06-18T12:12:16+00:00

Представлен обзор последних результатов изучения взаимодействий тяжелых ионов в эксперименте PHENIX. Приведены данные измерений эллиптических и триангулярных потоков для заряженных и нейтральных адронов, рождения легких адронов и прямых фотонов во взаимодействиях p + Al, p/d/³He + Au, Cu + Au, Au + Au и U + U при энергиях коллайдера RHIC.

Квантовые ограничения на скорость временной эволюции подпространства системы

2024-06-19T06:23:34+00:00

Одно из фундаментальных физических ограничений на скорость временной эволюции квантового состояния задается известным неравенством Мандельштама–Тамма. Это неравенство отвечает на вопрос, как быстро изолированная квантовая система может перейти из начального состояния в состояние, ортогональное начальному. В свою очередь, оценка Флеминга представляет собой обобщение неравенства Мандельштама–Тамма, задающее верхнюю границудля скорости эволюции междунеортогональными начальным и конечным состояниями. Шредингеровская эволюция изучается уже не для отдельного состояния, а для целого подпространства (возможно, бесконечномерного) в пространстве состояний квантовой системы. С использованием понятия максимального угла междуподпространствами устанавливается оптимальная оценка скорости эволюции такого подпространства. Полученный результат может рассматриваться как естественное обобщение оценки Флеминга.

Производительность детектора MPD при изучении выхода странных частиц и пособытийных флуктуаций в столкновениях Au + Au на NICA

2024-06-19T06:26:23+00:00

Ускорительный комплекс NICA (ОИЯИ, Дубна) будет обеспечивать пучки ионов в широком диапазоне атомных масс и области энергий 4–11 ГэВ. Новые экспериментальные данные NICA по изучению выхода странных частиц и по пособытийным флуктуациям помогут в исследовании таких важных свойств КХД, как природа фазового перехода деконфайнмента и существование критической точки. Столкновения тяжелых ионов на NICA будут измерены с помощью многоцелевого детектора (MPD), позволяющего проводить точную реконструкцию событий по множествуфизических каналов. Основные задачи физической программы NICA и концепция детектора MPD представлены с упором на изучение способности детектора успешно реконструировать странные мезоны, а также на изучение возможности измерения с помощью MPD моментов высоких порядков распределений net-протонной и net-каонной множественности.

Центральная дифракция и ультрапериферические столкновения в ALICE в Run 3 и Run 4

2024-06-19T06:29:27+00:00

В настоящее время детекторные системы эксперимента ALICE на Большом адронном коллайдере проходят крупную модернизацию в течение Long Shutdown 2 (2019–2021). В частности, времяпроекционная камера (TPC) будет оборудована считывающими камерами на основе газовых электронных умножителей, а считывающаяэлектроника некоторых других детекторов будет заменена на более быструю и гибкую, что позволит ALICE собирать данные с большинства детекторов в непрерывном режиме и записывать Pb–Pb-событияв течение Run 3 (2021–2024) и Run 4 (2027–2030) при частотах, приблизительно равных 50 кГц. КоллаборацияALICE также рассматривает возможность сбора большого количества данных протон-протонных столкновений при частотах взаимодействий порядка 1 МГц с использованием предварительного отбора редких событий в режиме онлайн и оффлайн. Длявыполненияэтих задач требуется разработка совершенно новой вычислительной системы, котораябудет использоваться для быстрой реконструкции событий и сжатияпотока данных. В этих условиях разработка стратегии отбора становитсянетривиальной задачей для случая редких событий, таких как дифракционные в протон-протонных столкновениях и ультрапериферические в ядро-ядерных свинцовых, которые характеризуются отсутствием частиц в передней и задней области быстрот и наличием лишь нескольких треков в центральной области. В данной работе приведены мотивация изучения центральных дифракционных и ультрапериферических событий, а также исследование возможности отбора таких событий в Run 3 и Run 4.

Потенциальное описание упругого рассеяния α + ²⁰⁸Pb

2024-06-19T06:33:13+00:00

В работе представлен анализ экспериментальных данных по упругому рассеянию α + ²⁰⁸Pb в терминах немонотонного (НМ) потенциала и модифицированного потенциала однократного фолдинга (МОФ). Анализ, базирующийся на НМ-потенциале, показывает, что форма потенциала в центральной области мишени ²⁰⁸Pb влияет на угловое распределение сечения рассеяния при низкой энергии события незначительно и что рассеяние определяется, главным образом, ядерным потенциалом на поверхности ядра. Потенциал МОФ, рассматриваемый без какой-либо ренормализации, описывает данные по упругому рассеянию α + ²⁰⁸Pb достаточно хорошо при рассматриваемых в данной работе энергиях. Число нуклонов, образующих α-подобные класте ры, оказалось, по оце нкам, равным 180, а число нуклонов, невходящих в кластеры, составило 28.

Низкоэнергетические резонансы в упругом рассеянии ²²Ne (α,α)

2024-06-19T06:38:55+00:00

Упругое рассеяние ²²Ne (α, α) измерено методом толстой мишени инверсной кинематики. Получены новые резонансные структуры при маленькой энергии, близкие к кулоновскому барьеру

Обзор результатов эксперимента ALICE по рождению жестких адронов и струй

2024-06-19T06:48:34+00:00

Эксперимент ALICE на Большом адронном коллайдере предназначен для изучения горячей и плотной КХД-материи, кварк-глюонной плазмы, образующейся в столкновениях ультрарелятивистских ядер. Измеряя рождение адронов с большой передачей импульса Q² в таких столкновениях, можно исследовать один из наиболее ярких эффектов — потери энергии партоном в горячей КХДматерии. Используя адроны, содержащие легкие и тяжелые кварки, а также полностью реконструированные струи, и меняя сталкивающиеся системы pp, p–Pb и Pb–Pb, можно детально исследовать транспортные свойства горячей КХД-материи. Представлены недавние результаты по рождению жестких адронов и струй в pp-, pA- и AA столкновениях при энергиях БАК.

Сингулярный фон в модели материальной плоскости, взаимодействующей с дираковскими частицами

2024-06-19T06:53:00+00:00

Предлагается метод моделирования взаимодействия полей квантовой электродинамики (КЭД) с двумерными материалами в рамках подхода Симанзика. Он основан на модификации лагранжиана КЭД с дополнительным вкладом, сосредоточенным в двумерной области пространства. Требование не нарушать таким образом основные принципы КЭД налагает существенные ограничения на возможный вид модифицированного лагранжиана, и в результате в модели появляется небольшое количество новых безразмерных параметров, описывающих материальные свойства двумерного объекта. Спинорные поля Дирака в этом подходемогут быть использованы для описания процессов взаимодействия 1/2-спиновых частиц (электронов, протонов, нейтронов) с двумерными материалами. Представлены результаты, полученные в модели взаимодействия спинорных полей с однородной изотропной материальной плоскостью.

Что можно узнать, изучая остатки спектаторной материи в центральных ядро-ядерных столкновениях?

2024-06-19T06:56:32+00:00

В центральных столкновениях тяжелых релятивистских ядер спектаторная материя представлена невзаимодействующими нуклонами, располагавшимися на ядерной периферии. В рамках модели AAMCC, использующей модель Glauber Monte Carlo для определения объема спектаторной материи и модели распада возбужденной спектаторной материи из библиотеки Geant4, показана чувствительность выходов определенного числа нейтронов в центральных столкновениях ядер ²⁰⁸Pb к наличию обогащенного нейтронами поверхностного слоя. При учете такого слоя в расчетах с использованием различных параметризаций энергии возбуждения спектаторной материи рост выхода нейтронов-спектаторов особенно заметен в событиях без вылета протонов-спектаторов. Предлагаемый новый метод изучения нейтронного слоя в столкновениях релятивистских ядер посредством передних калориметров дополняет известные методы, используемые при существенно меньших энергиях столкновений, и может быть реализован на существующих экспериментальных установках.

Новая калориметрия на основе кремниевых пиксельных детекторов

2024-06-19T07:01:50+00:00

Калориметрия играет важную роль как в экспериментальных исследованиях в области физики высоких энергий, так и в прикладных исследованиях. Для определения энергии падающих частиц может использоваться цифровая калориметрия, обладающая более высоким энергетическим разрешением по сравнению с аналоговыми калориметрами. В данной работе предложен новый тип цифрового электромагнитного калориметра на основе кремниевых пиксельных детекторов для определения характеристик пучка ускоренных электронов, представлена концепция такого калориметра с соответствующими результатами модельных расчетов.

Короткоживущие резонансы в физической программе эксперимента MPD на ускорителе NICA

2024-06-19T07:07:28+00:00

Короткоживущие резонансы всегда играли важную роль в физических программах экспериментов, изучающих столкновения тяжелых ядер. Измерения для резонансов, полученные в адронных каналах распада, используются для исследования процессов рождения странных частиц, механизмов адронизации при промежуточных и больших поперечных импульсах, эффектов перерассеяния и регенерации в адронной фазе ядро-ядерных взаимодействий при различных энергиях. Свойства резонансов, рождающихся в столкновениях тяжелых ядер при энергиях ускорителя NICA, никогда не изучались детально. В этой статье мы рассматриваем свойства резонансов и их чувствительность к различным стадиям столкновений ядер золота, ожидаемые при энергиях ускорителя NICA. Также представлены и обсуждены результаты исследования возможности измерения резонансов экспериментальной установкой MPD.

Уравнение состояния намагниченной модели PNJL в конечном химическом потенциале

2024-06-19T07:12:10+00:00

Изучена модель PNJL с двумя ароматами, включающая конечный химический потенциал в термической массе и в потенциале взаимодействия лагранжевой плотности. Уравнение состояния (УС) и соответствующие ему термодинамические свойства показаны после введения конечного химического потенциала в термическую массу и потенциал. Результаты показывают, что уравнение состояния и термодинамические соотношения оказались схожими и улучшили результаты, полученные из более ранних УС и термодинамических соотношений с нулевым химическим потенциалом. Это указывает на то, что эффект конечного химического потенциала есть в УС и термодинамических соотношениях.

Использование спектаторов для определения центральности в столкновениях тяжелых ионов в эксперименте CBM

2024-06-19T07:15:16+00:00

В экспериментах со столкновениями тяжелых ионов полученные частицы или нуклоны-спектаторы и осколки могут быть использованы для определения начальной геометрии столкновений. Это позволяет экспериментально сгруппировать столкновения в классы начальной геометрии, используя величину, называемую центральностью. Монте-карло-модель Глаубера в сочетании с отрицательным биномиальным распределением, которое моделирует множественность частиц, обычно используется в экспериментах для отображения параметров геометрии столкновения и классов центральности. В этой статье мы предлагаем аналогичную процедуру для определения центральности с использованием множественности спектаторов вместо образовавшихся частиц. Представлен статус такой реализации для эксперимента со сжатым барионным веществом (CBM) на FAIR.

Рождение мезонов и антипротонов с большими pₜ в кумулятивных pA-процессах при 50 ГэВ

2024-06-19T08:44:25+00:00

Представлены данные по рождению кумулятивных K-мезонов и антипротонов с большими поперечными импульсами под углом 40^◦ в лабораторной системе в протон-ядерных взаимодействиях. Исследованы инклюзивные сечения для C-, Al-, Cu- и W-мишеней при импульсе протонного пучка 50 ГэВ/c. Исследованный диапазон поперечных импульсов от 0,6 до 2,7 ГэВ/c частично выходит за границу протон-нуклонной кинематики. В пределах экспериментальных ошибок отношения антипротонов и π⁻-мезонов и отношение K⁺/K⁻ одинаковы для всех исследованных мишеней. Полученные данные указывают на заметный вклад мультипартонных процессов в образование кумулятивных мезонов и антипротонов. Работа выполнена в эксперименте СПИН наускорителе У-70.

Коллективные структуры в ¹¹⁶Sb

2024-06-19T08:53:31+00:00

Возбужденные состояния ¹¹⁶Sb исследовались методами гамма-спектроскопии в реакции ¹¹⁵In(α, 3n) 116Sb на установке Индийского национального гамма-массива (ИНГМ) в Циклотронном центре переменной энергии (Калькутта). Различные коллективные структуры были заселены в реакции α-индуцированного термоядерного испарения. Две из ранее известных полос на основе конфигураций (πg⁻¹_9/2 ⊗ νd¹_7/2) и (πg⁻¹_9/2 ⊗ νd¹_5/2) расширены до спинов 14⁺ и 16⁺ соответственно. Сообщалось о разрыве пары в последних. Кроссовер-переходы E2 также были идентифицированы в одной из полос, упоминавшихся выше.

Статус сборки модуля кремниевых станций для BM@N эксперимента

2024-06-19T11:22:16+00:00

В настоящее время в Дубне модернизируется установка BM@N на нуклотроне для изучения плотной ядерной материи при столкновениях тяжелых ионов. Одной из главных модернизаций является новая гибридная система слежения, состоящая из четырех кремниевых станций с большой апертурой (КТС) и семи плоскостей GEM. КТС базируется на модулях, оснащенных двусторонними микрополосковыми кремниевыми детекторами, разработанными для эксперимента FAIR/CBM. BM@N КТС состоит из 292 кремниевых модулей. Рабочей группой в ЛФВЭ ОИЯИ представлен оригинальный технологический процесс и первый результат сборки модуля для кремниевой трековой системы BM@N.

Заселение возбужденных состояний в ядрах ⁴⁵Ti в зарядово-обменных реакциях на пучке ³He с энергией 29 МэВ

2024-06-19T11:28:08+00:00

Проведено исследование зарядово-обменной реакции (³He,t) на нечетных ядрах — мишенях ⁴⁵Sc и ¹⁹⁷Au при энергии пучка ³He 29 МэВ. Изучены угловые распределения вылета дейтронов и трития в реакциях ⁴⁵Sc (3He,t) ⁴⁵Ti и ¹⁹⁷Au (³He,t) ¹⁹⁷Hg. Эксперименты показали, что максимальные значения сечений этих реакций с вылетом трития достигаются при углах, близких к углу грейзинга. Это свидетельствует о периферийном характере реакций зарядового обмена. Для реакции ⁴⁵Sc (³He,t) ⁴⁵Ti детально измерены угловые дифференциальные сечения вылета тритонов при заселении в ядрах ⁴⁵Ti основного и возбужденных состояний.

Ограничения при низких и высоких энергиях в AdS/КХД моделях

2024-06-19T11:42:46+00:00

Считается, что AdS/КХД модели интерполируют между секторами низких и высоких энергий КХД. Это убеждение обычно основываетсяна наблюдениях, что многие феноменологически обоснованные предсказанияследуют из ограничений, наложенных при высоких энергиях. В данной работе рассматривается AdS/КХД модель, описывающаяреджеподобный линейный спектр мезонов со спином 1 в общей форме, и демонстрируется, что при определенных физических предположениях низкоэнергетические ограничения на двухточечные корреляционные функции приводят к практически таким же численным результатам для параметров линейного радиального спектра, как и высокоэнергетические.

Первое наблюдение дифракционных процессов в соударениях протонов со свинцом на БАК с детектором CMS

2024-06-19T11:45:56+00:00

В работе представлено первое измерение дифракции в столкновениях протона и свинца с √s_NN = 8,16 ТэВ на БАК при помощи детектора CMS. Большой угловой охват детектора используется для определения быстротных провалов на сторонах протона и ядер свинца и их соответствия топологиям соударений померонов со свинцом и протоном. Так как предыдущее измерение сечения таких процессов было проведено при энергии соударения √s_NN = 29,1 ГэВ, полученные данные предоставляют уникальную информацию. Распределения зависимости сечения от величины быстротного провала чувствительны к дифракционным партонным распределениям ядер и также предоставляют важную информацию для моделирования прохождения космических лучей через атмосферу. Результаты сравниваютсяс предсказаниями генераторов физических событий EPOS-LHC, QGSJET и HIJING.

Пучковый трекер и профилометр на основе кремниевых детекторов для эксперимента BM@N

2024-06-19T11:51:33+00:00

В эксперименте с фиксированной мишенью BM@N при настройке выведенного из ускорителя нуклотрона ионного пучка применяется пучковый профилометр, а для определения плоскости реакции — трекер. Профилометр и трекер состоят из координатных плоскостей на основе тонких (175 мкм) двусторонних стриповых кремниевых детекторов, расположенных перед мишенью внутри вакуумной пучковой трубы. Физическая программа эксперимента BM@N включает использование широкого спектра ускоренных ионов (от углерода до золота с энергией до 4 ГэВ/нуклон). Для регистрации сигналов в большом динамическом диапазоне выбраны два варианта детекторной электроники: для легких ионов — с большим усилением, для тяжелых ионов — с низким усилением. Представлены конструкция и основные параметры профилометра и трекера.

Изучение резонансных состояний в ядерных системах, сформированных в реакции с тяжелыми ионами

2024-06-19T12:02:18+00:00

Рассмотрен вопрос применения оптического потенциала для описания резонансов в реакциях упругого рассеяния. Показана неоднозначность определения угловых моментов резонансов с малой приведенной шириной при сравнении полученных угловых распределений с полиномами Лежандра. Рассмотрен вопрос о влиянии дискретной неопределенности параметров оптического потенциала на положение резонансов.

Корреляции между свойствами ядерной материи и характеристиками нейтронных звeзд

2024-06-19T12:07:51+00:00

Мы исследуем корреляции между характеристиками уравнения состояния ядерной материи и свойствами нейтронных звезд. Наиболее сильное влияние на характеристики нейтронных звезд оказывают первая, вторая и третья производные энергии симметрии ядерной материи по плотности, в то время как влияние несжимаемости материи заметно меньше.

Структура легких Λ-гиперядер вблизи линий нуклонной стабильности и барионные взаимодействия

2024-06-19T13:14:30+00:00

Структура легких Λ-гиперядер рассматривается в рамках подхода Хартри–Фока с эффективным потенциалом Скирма. Данный феноменологический подход позволяет анализировать зависимость свойств гиперядер от характеристик нуклон-нуклонной и гиперон-нуклонной компонент барионного взаимодействия. Энергии связи гиперонов и радиусы нуклонных остовов рассчитываются с использованием нескольких параметризаций Скирма гиперон-нуклонного взаимодействия для проверки чувствительности этих величин к свойствам взаимодействия.

Спиновые наблюдаемые упругого протон-дейтронного рассеяния при энергиях SPD NICA в модели Глаубера и pN амплитуды

2024-06-19T13:17:24+00:00

Систематический анализ амплитуд упругого нуклон-нуклонного рассеяния выполнен до энергии 3 ГэВ в лабораторной системе в pp- и 1,2 ГэВ в pn-столкновениях. При более высоких энергиях имеется далеко не полная информация по упругому pp-рассеянию, а pn-данные очень скудные. В данной работе в теории Глаубера с учетом полной спиновой зависимости рассчитаны поляризационные наблюдаемые упругого pd-рассеяния при импульсах 3–50 ГэВ/c с использованием имеющихся в литературе амплитуд pp-рассеяния, параметризованных в рамках формализма Редже. Вычисленные векторная A^p_y, A^d_y и тензорная A_xx, Ayy анализирующие способности, а также коэффициенты спиновой корреляции C_y,y, C_x,x, C_yy,y, C_xx,y могут быть измерены на SPD NICA, что позволит выполнить проверку используемых pN-амплитуд.

Отношение pp/pn в реакции квазиупругого выбивания нуклона из короткодействующей коррелированной NN-пары ¹²C(p,ppN)¹⁰ A

2024-06-19T13:25:10+00:00

Реакция ¹²C(p, 2pN)¹⁰A рассматривается в плосковолновом импульсном приближении в рамках полюсного механизма выбивания нуклона из короткодействующей коррелированной NN-пары. Спектроскопические факторы для отделения двух нуклонов в определенных состояниях спина S и изоспина T из ядра ¹²C вычислены в трансляционно-инвариантной модели оболочек. Высокоимпульсная часть внутренней волновой функции NN-пары отождествляется с реалистической волновой функцией дейтрона (ST = 10) или синглетного ¹S₀ дейтрона (ST = 01). Показано, что отношение pp/pn выхода pp-пари pn-пар в этой реакции подавлено на порядок величины отношением спектроскопических факторов и примерно на столько же отношением внутренних импульсных распределений в парах.

Выход частиц в кумулятивной области при центральных быстротах и больших поперечных импульсах на коллайдере NICA

2024-06-19T13:31:22+00:00

Для случая ядерных столкновений проведены оценки выходов частиц с большими поперечными импульсами в области центральных быстрот, кинематически недоступной для реакций с одиночными нуклонами (так называемая кумулятивная область). Предполагается, что частицы в этой кинематической области образуются в результате рассеяния на так называемых ядерных флуктонах — сгустках плотной кварк-глюонной материи, включающих несколько нуклонов и являющихся с современной точки зрения многокварковыми кластерами. Показано, что в этой новой кумулятивной области выходы пионов по сравнению с выходами протонов подавлены не так сильно, как в области фрагментации ядра, что можно объяснить разными механизмами образования этих кумулятивных частиц.

Изучение свойств распада ядра ²⁶⁰Sg*, образованного в реакции ⁵²Cr + ²⁰⁸Pb, с помощью сил Скирма GSkI

2024-06-20T06:40:17+00:00

В работе представлено исследование функций возбуждения ²⁶⁰Sg^∗ на основе модели динамического кластерного распада (МДК). Для получения потенциалов ядерного взаимодействия используется функционал плотности энергии Скирма, основанный на полуклассическом расширенном подходе Томаса–Ферми в рамках приближения замороженной плотности. Сила Скирма — это новая GSkI-сила, использованная для вычисления сечения рассеяния, которое затем сравнивалось с экспериментальными данными. Рассмотрены только энергетические функционалы рождения изотопа ²⁶⁰Sg^∗ в канале 2n распада составного ядра ²⁶⁰Sg^∗ при энергиях E в диапазоне от 13,3 до 18,6 МэВ, включая квадрупольные деформации β_2i и направления «холодного оптимума» θ_i. Вычисления производились в рамках МДК, где длина перешейка ΔR была единственным параметром, описывающим относительное расстояние между двумя фрагментами и/или кластерами A_i(i = 1, 2), которое моделирует эффекты образования перешейка.

Новое ядерно-физическое явление — спонтанный ядерный синтез

2024-06-20T06:49:37+00:00

Впервые описывается новое ядерно-физическое явление — вылет из сложных ядер легчайших кластеров с массовыми числами 1–4. Интерпретация явления состоит в утверждении, что недавно экспериментально обнаруженные в объеме ядер мультикластеры спонтанно вступают друг с другом в термоядерные реакции синтеза, имея в выходных каналах указанные легчайшие кластеры с заметными кинетическими энергиями.

Поиск распадов ядра ⁹B и состояния Хойла в диссоциации ядер ¹⁴N

2024-06-20T06:52:53+00:00

Представлены первые результаты анализа определения вклада распадов нестабильных ядер ⁸Be и ⁹B и 3α-состояния Хойла в диссоциацию ¹⁴N→3He (+H). В качестве материала исследования используются слои ядерной эмульсии, продольно облученные ядрами ¹⁴N с импульсом 2,9A ГэВ/c нануклотроне ОИЯИ. В предположении сохранения фрагментами He и H импульса на нуклон первичного ядраэти нестабильные состояния идентифицируются по минимальной инвариантной массе, вычисляемой по углам испускания фрагментов.

Фазовая структура двухцветной КХД и явление заряженной пионной~конденсации

2024-06-20T06:59:47+00:00

Исследована фазовая структура плотной кварковой материи в двухцветном случае с ненулевым барионным μ_B, изоспиновым μ_I и кирально изоспиновым μ_I5 химическими потенциалами. В приближении среднего поля показано, что существуют три дуальности фазового портрета, одна из которых, связывающая фазы с нарушенной киральной симметрией и заряженной пионной конденсацией, была обнаружена ранее в трехцветном случае. Две другие дуальности связывают фазу с заряженной пионной конденсацией с фазой с дикварковой конденсацией и фазу с нарушенной киральной симметрией с фазой с дикварковой конденсацией. Продемонстрировано, что из-за свойств дуальностей фазовая диаграмма является чрезвычайно симметричной и вся фазовая диаграмма в двухцветном случае может быть получена на основании только свойств дуальностей фазового портрета. Видно, что дуальности являются весьма полезным инструментом. Показано, что киральный дисбаланс генерирует явление заряженной пионной конденсации в условиях вещества нейтронных звезд, т. е. в электрически нейтральной и β-равновесной плотной кварковой материи, и явление дикварковой конденсации не препятствует генерации киральным дисбалансом фазы с заряженной пионной конденсацией, по крайней мере в двухцветном случае.

Идентификация заряженных частиц времяпролетным методом в эксперименте BM@N

2024-06-20T07:05:26+00:00

Барионная материя на нуклотроне (BM@N) — эксперимент с фиксированной мишенью на ускорительном комплексе NICA нуклотрон (ОИЯИ). Он направлен на изучение ядерной материи высокой плотности в ядро-ядерных (вплоть до Au–Au) столкновениях. Рассмотрена идентификация частиц легкого заряда (π, K, p) и фрагмен тов (³He, d/⁴He, t) в эксперименте BM@N с использованием времяпролетного метода. На сегодня метод позволяет разделять легкие частицы до 2 ГэВ/c и легкие фрагмен ты до 4 ГэВ/c.

О зависимости диффузности поверхности ядер от нейтрон-протонной асимметрии и ее влиянии на эволюцию одночастичных спектров

2024-06-20T07:10:47+00:00

Выполнен анализ одночастичных энергий изотопов Si, Сa, Ti, Cr, Fe, Ni, Sn по дисперсионной оптической модели. Исследовалось влияние значений параметра диффузности a_HF хартри-фоковской составляющей потенциала на описание экспериментальных данных об эволюции нейтронных одночастичных энергий изотопов Si, нейтронных энергетических щелей 1_f5/2−2_p3/2 в и зотопах ядер от Са до Ni ипротонных щелей 2_s1/2−1_d3/2 и 1_g7/2−2_d5/2 в и зотопах Ca и Sn соответственно. Результаты свидетельствуют о зависимости параметра a_HF от нейтрон-протонной асимметрии.

Измеряемость и наблюдаемость спектроскопических факторов

2024-06-20T07:15:30+00:00

Обсуждаются спектроскопические факторы, которые активно используются при анализе ядерных реакций. Подчеркивается, что в строгой теории ядерных реакций спектроскопические факторы отсутствуют. Они возникают только в рамках стандартной версии метода искаженных волн. Точность спектроскопических факторов, извлеченных из экспериментальных данных, низкая. Спектроскопические факторы — это величины вне энергетической поверхности, которые не определяются S-матрицей, в отличие от величин на энергетической поверхности, таких как сдвиги фаз, энергии связи и асимптотические нормировочные коэффициенты. Спектроскопические факторы неинвариантны относительно унитарных преобразований ядерных сил, сохраняющих S-матрицу. Делается заключение, что они являются ненаблюдаемыми величинами, которые могут быть определены только в рамках специального соглашения, например конкретной формы ядерного гамильтониана, который используется для их нахождения или вычисления.

Рождение K(892)*⁰-мезонов в Cu + Au-столкновениях при энергии 200 ГэВ и U + U-столкновениях при энергии 192 ГэВ

2024-06-20T07:18:03+00:00

Одной из основных задач современной физики тяжелых ионов является изучение свойств кварк-глюонной плазмы. Из-за наличия странного кварка K(892)^∗0-мезон является хорошим инструментом для изучения кварк-глюонной плазмы,образующейся в столкновениях тяжелых ионов. Рождение K^∗0-мезонов ранее было измерено в эксперименте PHENIX в симметричных Cu + Cu-столкновениях при энергии √s_NN = 200 ГэВ. Для систематического изучения свойств кварк-глюонной плазмы были измерены выходы K^∗0-мезонов в асимметричных Cu + Au-столкновениях при энергии √s_NN = 200 ГэВ и во взаимодействиях сферически-асимметричных ядер урана U+U при энергии √s_NN = 192 ГэВ. Представлены инвариантные спектры по поперечному импульсу p_T и факторы ядерной модификации R_AB K^∗0-мезонов в Cu + Au-столкновениях при √s_NN = 200 ГэВ и в U+U-столкновениях при √s_NN = 192 ГэВ.

Исследование однородности электрического поля в детекторе ReD

2024-06-20T11:35:51+00:00

Представлены результаты моделирования поля дрейфа в TPC в эксперименте ReD, собранные для изучения продуктов ядерного отскока нейтронного пучка в Южной национальной лаборатории Национального института ядерной физики в Катании. Для проверки точности моделирования электрического поля в детекторе было проведено сравнение результатов 2D- и 3D-моделирования на основе полуэмпирической формулы. Моделирование сделано с помощью мультифизического пакета COMSOL.

Прецизионное измерение β-спектра RaE при помощи полупроводниковых спектрометров

2024-06-20T11:38:49+00:00

Точное знание β-спектров запрещенных переходов играет важную роль как в ядерной физике, так и в физике элементарных частиц. В этой работе мы представляем точное измерение формы β-спектра ²¹⁰Bi (исторически называемого RaE), выполненное с помощью спектрометров на основе полупроводниковых Si(Li)-детекторов. Этот неуникальный переход первого порядка запрещения имеет формфактор, существенно отличный от единицы, и знание спектра играет важную роль в низкофоновой физике в присутствии фона ²¹⁰Pb. Исследования проводились на спектрометрах в геометрии мишень–детектор и геометрии 4π. Измеренный формфактор перехода может быть описан как H(W) = 1 + (−0,436 ± 0,004)W + (0,0523 ± 0,0010)W² и H(W) = 1 + (−0,436 ± 0,008)W + (0,0532 ± 0,0023)W² для спектрометра в геометрии мишень–детектор и 4π-спектрометра соответственно, причем результаты находятся в хорошем согласии друг с другом, а также с результатами предыдущих исследований. Точность определения параметров формфактора была существенно увеличена по сравнению с результатами предыдущих экспериментов.

Эмиссия высокоэнергетических протонов и пионов в столкновениях тяжелых ионов в рамках неравновесного гидродинамического подхода

2024-06-20T11:48:17+00:00

Развит гидродинамический подход с неравновесным уравнением состояния при описании эмиссии протонов и пионов, образующихся в столкновениях тяжелых ионов промежуточных энергий, проведен учет поправки на микроканоническое распределение, и включен вклад процесса фрагментации. Рассмотрены экспериментальные данные ИТЭФ (Москва) по эмиссии протонов в столкновениях ядер ¹²С с бериллиевой мишенью при значениях энергии 1–2 ГэВ/нуклон. Показано, что эти данные можно описать в рамках гидродинамической модели для высокоэнергетической кумулятивной области спектра протонов с учетом вклада от фрагментации ионов для мягкой области спектра в рамках статистической модели фрагментации. Вычисленные двойные дифференциальные сечения испускания пионов при этих энергиях согласуются с имеющимися экспериментальными данными.

Новое приближение для измерения центральности в эксперименте HADES по столкновению тяжелых ионов

2024-06-20T11:51:01+00:00

Одной из важных задач при изучении свойств сильновзаимодействующей материи в ядро-ядерных столкновениях является экспериментальное определение классов центральности событий. В представленной работе обсуждается новое приближение, которое используется для отборасобытий по центральности и основано на распределениях зарядов частиц, измеряемых в годоскопе передней стенки в эксперименте HADES.

Восстановление треков в модернизированной трековой системе MPD/NICA

2024-06-20T11:55:12+00:00

Хотя начало эксперимента MPD еще впереди, работы по подготовке возможной модернизации детектора уже ведутся. В качестве усовершенствования MPD рассматривается внутренняя трековая система ITS, основанная на кремниевых пиксельных детекторах нового поколения, которую планируется установить между линией пучка и времяпроекционной камерой TPC. Ожидается, что такой детектор увеличит исследовательский потенциал эксперимента как для протон-протонных взаимодействий (высокая светимость), так и для ядро-ядерных взаимодействий (высокая множественность частиц).

Существующий в MPD метод реконструкции треков основан на фильтре Калмана в TPC. Его расширение на ITS не является эффективным подходом. Поэтому был разработан другой метод, основанный на подходе «vector finder». Описан предлагаемый алгоритм, и представлены результаты его работы для реконструкции первичных и вторичных треков в MPD ITS, полученных с помощью генерации Монте-Карло ядро-ядерных взаимодействий.

Методы машинного обучения для определения центральности с помощью прямых адронных калориметров в реакциях с тяжелыми ионами

2024-06-20T11:58:59+00:00

Прямые адронные калориметры с поперечным и продольным сегментированиями будут использоваться для измерения центральности в столкновениях тяжелых ионов в экспериментах CBM@FAIR, BM@N, NA61/SHINE@SPS и MPD@NICA. Наличие отверстия в центре пучка является общей конструктивной особенностью всех этих калориметров, что приводит к неоднозначности в определении центральности, поскольку нет монотонной зависимости вклада суммарной энергии в калориметре от прицельного параметра. Новый подход с использованием методов машинного обучения был разработан для решения проблемы определения центральности. В нем используется пространственное распределение энергии частиц над поверхностью калориметра. Представлена подробная информация об этом методе и результатах его применения к данным моделирования.

Одномерная пионная фемтоскопия в столкновениях d + Au при энергии 200 ГэВ в эксперименте STAR

2024-06-20T12:11:13+00:00

Фемтоскопия — это важный инструмент для измерения пространственных и временных характеристик системы, образующейся вследствие столкновения. Показаны результаты одномерной пионной фемтоскопии, выполненной для столкновений d + Au при энергии √s_NN = 200 ГэВ. Приведены зависимости инвариантных радиусов от поперечного импульса пары частиц при разной множественности частиц в событии. Обсуждается физическое применение полученных 1D пионных фемтоскопических радиусов.

Цифровая обработка изображений в ядерной медицине

2024-06-20T12:15:49+00:00

Методы ядерной физики приобретают все большее значение в медицине для ранней диагностики заболеваний. Ядерная медицина — это одно из самых современных направлений неинвазивной функциональной диагностики. Ее методы требуют сложной математической обработки и анализа данных и предоставляют информацию, которую невозможно получить с помощью других технологий визуализации. Разработка математических методов и программного обеспечения для обработки данных однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) остается сложной задачей.
Обсуждаются методы обработки радионуклидных изображений для динамических и синхронизированных исследований ОФЭКТ. Наблюдается тенденция к полной автоматизации обработки и интерпретации радионуклидных исследований. Представлен программный комплекс обработки данных исследований в ядерной медицине. В заключении рассмотрены основные направления и перспективы развития средств обработки данных в ядерной медицине.

Исследование триггера взаимодействия для изучения Au + Au-столкновений в эксперименте BM@N

2024-06-20T12:19:38+00:00

Работа посвящена моделированию характеристик триггерных детекторов и эффективности триггера взаимодействия с целью его модернизации для изучения Au + Au-столкновений на установке BM@N. Исследование проводится с помощью моделирования на основе кода DCM-QGSM + GEANT4. Даны рекомендации по изменению геометрии детекторов мишенной зоны с целью подавления фона от δ-электронов. Показано, что включение в триггер быстрого взаимодействия информации от детектора фрагментов ядер пучка и адронного калориметра обеспечивает более надежный отбор событий по центральности.

Нейтринный спектрометр DANSS: результаты исследований реакторных антинейтрино

2024-06-20T12:22:31+00:00

Нейтринный спектрометр DANSS уже более четырех лет ведет набор данных, регистрируя реакторные антинейтрино при помощи реакции обратного β-распада (ОБР). Экспериментальная установка расположена на подъемнике, дающем возможность менять положение детектора. Исследование отношений позитронных спектров ОБР, измеренных на различных расстояниях от центра горения, позволяет проводить поиски осцилляций электронных антинейтрино на короткой пролетной базе, которые могут быть обусловлены переходом в гипотетическое стерильное состояние. Также в эксперименте проводится мониторинг мощности реактора на основе скорости счета реакторных антинейтрино. Представляемые в статье результаты DANSS по поискам нейтринных осцилляций базируются на статистике в более чем 3,5 млн событий ОБР, которые были набраны за период соктября 2016 г. по февраль 2020 г. Измеренные позитронные спектры ОБР сравниваются с теоретическими предсказаниями. Приводится график долговременного измерения реакторной мощности. Его сравнение с данными, полученными от сотрудников Калининской АЭС, демонстрирует высокий потенциал детектора для независимого высокоточного мониторинга ядерного реактора.

Реконструкция глобальных треков в эксперименте BM@N

2024-06-21T06:16:56+00:00

BM@N (барионная материя на нуклотроне) — первый эксперимент, реализуемый на ускорительном комплексе NICA в ОИЯИ (Дубна). Цель эксперимента — изучение взаимодействия релятивистских пучков тяжелых ионов с кинетической энергией от 1 до 4,5 ГэВ/нуклон с неподвижными мишенями. Описан алгоритм реконструкции глобальных траекторий заряженных частиц в эксперименте BM@N. Ядром глобальной траектории является часть внутри магнита, к которой добавляются сегменты траекторий до и после магнита. Представлены результаты работы предложенного алгоритма как дляэксперимента BM@N, так и для его расширения SRC. Показано влияние процедуры восстановления глобальных траекторий на качество реконструируемых траекторий.

Глауберовская монте-карловская модель на партонном уровне для pp-столкновений в широком диапазоне энергий

2024-06-21T06:20:19+00:00

Предложена монте-карловская глауберовская модель для pp-столкновений на партонном уровне. Рассмотрены несколько вариантов пространственного распределения партонов в протоне. Продемонстрировано, что модель позволяет описать полное, неупругое и упругое сечения рассеяния, а также наклон дифракционного конуса в широком диапазоне энергий (от SPS до LHC). Из требований лоренцинвариантности получен явный вид зависимости числа исходных партонов от энергии столкновений.

C-, P-, T-симметрии и преобразования Лоренца в теории супералгебраических спиноров

2024-06-21T06:22:40+00:00

Показана связь C и T с операторами клиффордова комплексного сопряжения и клиффордова транспонирования, и из этого следует, что они могут быть точными симметриями только в явлениях, в которых фигурируют тензорные величины, или в тех, где участвуют только спиноры или только сопряженные спиноры. P, CT и CTP могут быть точными симметриями спиноров. Для электрически заряженных спиноров также существует оператор симметрии iQ. Это оператор отражения двух базисных клиффордовых векторов, соответствующих внутренним степеням свободы спиноров.

О влиянии химиотерапии на характеристики пика Брэгга в водной кубической модели

2024-06-21T06:29:17+00:00

Как радиотерапия, так и химиотерапия являются эффективными методами лечения онкологических заболеваний. Эффективность адронной терапии основана на явлении пика Брэгга. Характеристики пика Брэгга, такие как его расстояние от поверхности и величина максимума, зависят от сорта частиц в терапевтическом пучке и их энергии, физических свойств вещества мишени и ее химического состава. Во время химиотерапии и в течение некоторого времени после нее химический состав тканей может меняться, и это может приводить к изменению характеристик пика Брэгга при комбинированном применении обоих методов лечения. Представлены результаты изучения влияния химиотерапии на зависимость распределения поглощенной дозы от глубины проникновения пучка. Предложены вычислительные модели, рассмотрены различные методы химиотерапии с одновременным применением пучка протонов или ядер углерода.

Оптимизация производительности программного обеспечения для моделирования и реконструкции событий в эксперименте BM@N NICA

2024-06-21T06:31:43+00:00

Программный пакет BmnRoot является одним из основных программных инструментов, используемых в эксперименте BM@N (барионная материя на нуклотроне) проекта NICA. Он состоит из модулей, предназначенных как для моделирования детекторов, так и для анализа экспериментальных данных. Большая часть задач, решаемых с помощью пакета, требует значительных затрат процессорного времени, поэтому необходима оптимизация производительности пакета BmnRoot. Представлены результаты исследования производительности программного пакета BmnRoot. Локализованы «узкие» места производительности, обсуждаются различные подходы к оптимизации производительности пакета, такие как алгоритмическая оптимизация и распараллеливание. Приведены оценки эффективности и масштабируемости программного обеспечения.

Системы охлаждения для новейших пиксельных детекторов

2024-06-21T06:36:29+00:00

Современные трековые детекторные системы играют ключевую роль в экспериментальных исследованиях в области ядерной физики, в физике высоких энергий и элементарных частиц. Использование тонких кремниевых пиксельных детекторов для прецизионной идентификации треков заряженных частиц открывает совершенно новые возможности в исследовании состояний ядерной материи, рождающейся в результате столкновения релятивистских ядер. Для достижения стабильных рабочих параметров таких детекторов требуется создать как оптимальную систему их позиционирования и поддержки, так и эффективную систему их охлаждения. В данной работе представлены новые концепции систем поддержки и охлаждения для вершинных детекторов на базе кремниевых пиксельных детекторов.

Компьютерное моделирование ширины распада и сечений образования частиц за пределами СМ

2024-06-21T07:44:52+00:00

В рамках изучения двухджетовых событий как одного из основных каналов поиска физики за пределами Стандартной модели было изучено влияние фактора Судакова на поперечное сечение образования двухджетового события, а также угловое распределение двухджетовых событий при разных энергиях. Посчитаны ширины распада бозона Хиггса как компонента двухджетовых процессов для кварк–кварк и кварк–лептон каналов распада. Изучены кинематические свойства кандитатов на темную материю и зависимость сечения их образования от инвариантной массы.

Исследование сечений реакций пучков ядер ⁸Li, ⁸He на мишенях ²⁸Si, ⁵⁹Co, ¹⁸¹Ta

2024-06-21T07:48:34+00:00

Впервые измерены полные сечения σ_R реакций ⁸He, ⁸Li + ²⁸Si, ⁵⁹Co, ¹⁸¹Ta в диапазоне значений энергии пучков 6–46A МэВ методом регистрации мгновенного нейтронного и гамма-излучения 12-детекторным 4πγ-спектрометром. Величины сечений и их распределения по множественности γ-квантов и нейтронов рассчитаны с учетом распределений по кратности сработавших детекторов. Проведен анализ распределений по множественности нейтронов в рамках статистической модели. Микроскопическое описание столкновений ядер проведено на основе численного решения нестационарного уравнения Шредингера слабосвязанных внешних нейтронов ядер-снарядов.

Наблюдение влияния температурного и барометрического атмосферных эффектов на поток космических мюонов с помощью детектора DANSS

2024-06-21T07:55:58+00:00

Детектор DANSS расположен на Калининской атомной электростанции под промышленным ядерным реактором, вещество которого создает экранирование около 50 м водного эквивалента в вертикальном направлении над детектором. Это означает, что DANSS занимает промежуточное положение между поверхностными и подземными детекторами с точки зрения космических лучей. Детектор может восстанавливать треки мюонов, проходящих через его чувствительный объем, благодаря мелкой пространственной сегментации. Детектор находится на подъемной платформе, и данные набираются в трех позициях от центра активной зоны реактора: 10,9, 11,9 и 12,9 м. Значения параметра E_thr cos θ (усредненного по зенитному углу произведения пороговой энергии мюонов и косинуса зенитного угла), характеризующего количество вещества над детектором, были определены для верхнего, среднего и нижнего положений детектора. Мюонные данные набирались в продолжение более 2 лет. Получены предварительные значения температурного и барометрического корреляционных коэффициентов α и β для каждого положения детектора.

Изучение ядерной фрагментации на коллайдерах тяжелых ионов

2024-06-21T07:59:27+00:00

С помощью модели Abrasion–Ablation Monte Carlo for Colliders (AAMCC) изучена фрагментация ядер ²⁰⁸Pb на коллайдере LHC. Исследованы разнообразные характеристики фрагментации, такие как зависимость максимального заряда фрагмента в событии и средних множественностей фрагментов от суммарного заряда фрагментов Z_bound, коррелирующего с центральностью события. Путем сравнения результатов моделирования столкновений ²⁰⁸Pb–²⁰⁸Pb на SPS ЦЕРН (√s_NN = 17,2 ГэВ) и на LHC (√s_NN = 5,02 ТэВ) исследована эволюция этих зависимостей с ростом начальной энергии столкновений. Обсуждается возможность оценки зависимости Z_bound от центральности посредством измерения выходов свободных спектаторных нейтронов и протонов и определения центральности событий по количеству рожденных в NN-столкновениях частиц. Вычислены характеристики спектаторной материи, доступные для изучения в коллайдерных экспериментах по ядро ядерным столкновениям: количество нейтронов и n/p-отношение, а также их корреляция с количеством нуклон-нуклонных столкновений в событии.

Измерение времениподобных электромагнитных формфакторов нейтрона на e⁺e⁻-коллайдере VEPP-2000 с помощью детектора SND

2024-06-21T08:04:52+00:00

Представлены результаты измерения сечения реакции e⁺e⁻ → nn в эксперименте на e⁺e⁻-коллайдере VEPP-2000 с помощью детектора SND. Для отбора nn-событий была использована техника измерения времени в мультиканальном NaI(Tl)-электромагнитном калориметре. Величина измеренного сечения в диапазоне энергий от порога до 2 ГэВ составила около 0,5 нб, что соответствует значению эффективного времениподобного формфактора нейтрона ∼ 0,3.

Изучение спектаторного вещества в столкновениях тяжелых ионов в эксперименте BM@N

2024-06-21T08:59:34+00:00

BM@N — экспериментс фиксированной мишенью по изучению образования (мульти)странных гиперонов и поиску гиперядер в ядро-ядерных столкновениях при энергии ионов пучка до 4,5A ГэВ. BM@N также является наиболее подходящим экспериментом для изучения фрагментации при столкновениях тяжелых ионов. Мощный анализирующий дипольный магнитустановки BM@N отклоняет заряженные спектаторы и частично отделяет их пространственно от нейтроновспектаторов. Отдельно измерения заряженных спектаторов и нейтронов-спектаторов позволят определить геометрию ядерных столкновений (центральность и плоскость реакции), а также изучить механизмы фрагментации и уравнение состояния ядерной материи. Измерения тяжелых заряженных фрагментов и протонов-спектаторов будут проводиться с помощью кварцевого и сцинтилляционного годоскопов, а передний адронный калориметр будет использоваться для измерения нейтронов-спектаторов. Обсуждаются результаты моделирования предложенной системы, которые показывают, что новые экспериментальные данные по фрагментации в столкновениях тяжелых ионов необходимы для проверки моделей фрагментации.

О смысле pT-областей, обнаруженных при энергиях LHC, о некоторых свойствах этих областей

2024-06-24T06:40:07+00:00

Доказывается, что распределения по p_T инвариантных дифференциальных выходов заряженных частиц, образованных в
√pp-взаимодействиях при энергиях s = 0,9, 2,76, 7 и 8 TэВ и в Pb–Pb-взаимодействии в шести разных интервалах центральности при энергии √s_NN = 2,76 TэВ, содержат несколько областей с особыми свойствами. Эти распределения были проанализированы путем аппроксимации данных экспоненциальными функциями. Сделан вывод о том, что области отражают особенности фрагментации и адронизации партонов через динамику струны. Предполагается, что в области 4 < p_T < 20 ГэВ/c наибольшее количество струн. Увеличение плотности этих струн в данной области может привести к их слиянию, появлению новой струны и коллективному поведению партонов в самых центральных столкновениях. Эти явления могут объяснить аномальное поведение фактора ядерной модификации в этой области как результат обратного эффекта Комптона для партонов. Также проанализированы инклюзивные спектры π⁰- и η-мезонов, рожденных в pp-столкновениях при энергиях LHC. Обнаружено, что эти спектры состоят из нескольких областей по p_T , которые можно охарактеризовать длиной и двумя свободными параметрами аппроксимации. Исследование зависимостей свободных параметров подгонки от длины и характеристик областей от энергии показало, что области можно разделить на две группы. Отношение длины η-мезонов к длине π₀-мезонов примерно равно отношению их масс. Предполагая, что величина длины прямо пропорциональна величине натяжения струны, результат можно рассматривать как свидетельство в пользу динамики фрагментации партонной струны. Показано, что для первой группы областей длины в ∼ 3−5 раз больше, чем длины соседних областей с более низким значением p_T . Для второй группы областей длины в ∼ 1−2 раза больше, чем длины соседней нижней pT -области. В рамках динамики фрагментации струны и адронизации это может означать, что частицы из первой группы областей произведены струнами предыдущего поколения, распавшимися на ∼ 3−5 струн, в то время как частицы второй группы происходят из струн предыдущего поколения, распавшихся на ∼ 2 с труны.

Применение кремниевых микростриповых детекторов BM@N на мюонном стенде для тестирования строу-детекторов

2024-06-24T06:49:39+00:00

Кремниевые трековые модули передней трековой подсистемы эксперимента BM@N были использованы для измерения R−t зависимости дрейфовой трубочки диаметром 6 мм строу-детектора с помощью восстановления треков космического излучения на основе BmnRoot framework. Cтенд состоит из триггерных сцинтилляционных счетчиков, кремниевых трековых плоскостей, строудетектора и системы сбора данных. Кремниевые модули выполнены на основе двухсторонних кремниевых стриповых детекторов с шагом стрипов 95 мкм для p⁺-стороны и 103 мкм для n⁺-стороны, стереоугол между стрипами равен 2,5^◦. Модули использовались как внешняя трековая система. Представлены общая схема стенда, конструкция кремниевых модулей и первые результаты измерения R−t-зависимости для дрейфовых трубочекдиаметром 6 мм.

Механизмы многоступенчатых ядерных распадов с учетом реальных и виртуальных состояний промежуточных ядер

2024-06-24T07:01:01+00:00

При использовании диаграмм Фейнмана построены формулы для ширин многочастичных многоступенчатых ядерных распадов с учетом появления как реальных, так и виртуальных состояний промежуточных ядер. Отмечен успех в применении указанных формул для описания характеристик 2β-и 2p-распадов ядер. Показано, что спонтанное и вынужденное тройные деления ядер могут быть успешно описаны c использованием виртуального механизма испускания третьих частиц из шейки делящегося ядра в конфигурации, предшествующей его разрыву на фрагменты деления. Продемонстрировано, что P-четные и T -нечетные асимметрии σ(θ), где θ — угол между направлениями импульсов α-частицы и легкого фрагмента деления, в дифференциальном сечении реакции тройного деления ядер холодными поляризованными нейтронами в общем случае могут бытьпредставлены через сумму тройных σ₃(θ) и пятерных σ₅(θ) скалярных комбинаций, зависящих от направлений импульсов α-частиц, легкого фрагмента деления и спина поляризованного нейтрона. При использовании свойств корреляций σ₃(θ) = σ₃(π − θ) и σ₅(θ) = −σ₅(π − θ) и экспериментальных значений σ(θ) найдены экспериментальные значения σ₃(θ) и σ₅(θ), сопоставление которых со значениями, полученными теоретически в рамках квантовой теории деления, демонстрирует удовлетворительное согласие практически для всех исследованных ядер-мишеней. В то же время отмечается существенное расхождение экспериментальных корреляций σ₅(θ) с теоретическими, рассчитанными с использованием квазиклассических методов. Проанализирована структура P-четных и T -нечетных асимметрий σ(θ), где θ — угол между направлениями импульсов нейтрона (γ-кванта) и легкого фрагмента деления, в дифференциальных сечениях реакций деления ядер-актинидов холодными поляризованными нейтронами с испусканием испарительных нейтронов (γ-квантов). Показано, что асимметрии σ(θ) имеют характер σ₅(θ)-корреляций и совпадают по знаку с σ₅(θ)-корреляциями для α-частиц. Этот результат свидетельствует о справедливости экспериментальных работ по исследованию испарительных нейтронов и γ-квантов и подтверждается расчетами в рамках квантовой теории деления.