На адронном коллайдере в Дубне завершился эксперимент, в результате которого насчитали более полумиллиарда событий

На ускорительном комплексе NICA закончился восьмой сеанс эксперимента BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron), в ходе которого было зарегистрировано более полумиллиарда событий. Что это за события и что такое мегасайенс-проект NICA, простыми словами рассказал ведущий научный сотрудник ЛФВЭ ОИЯИ, лауреат Всероссийской премии «За верность науке-2022» Сергей Мерц.

Если мы хотим посмотреть на волоски на коже, то мы возьмем лупу, если хотим увидеть клетки, то берем микроскоп. Для более мелких деталей нам нужен, например, электронный микроскоп.Во всех этих случаях у нас есть поток частиц или света, он рассеивается на поверхности предмета, и мы считываем результат с помощью глаз или других приборов.  А если мы хотим глубже заглянуть в материю, то должны нашему пучку придать более высокую энергию, потому что чем выше энергия, тем выше частота излучения и тем более мелкие объекты мы можем просканировать. Соответственно, для проведения эксперимента по исследованию мельчайших частиц материи нам нужен пучок высокой энергии. Он попадает в мишень, рассеивается или как-то еще взаимодействует с ней, и по восстановленной информации мы сможем сказать про структуру того, что было внутри и что же там произошло. Получается, что ускоритель − это большой микроскоп: он нужен для того, чтобы передать большую энергию.

Большие энергии могут быть разными: в ОИЯИ они на порядки меньше, чем на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. Возникает вопрос: зачем строить что-то еще, если уже есть коллайдеры? Материя, которая нас окружает, в своем нормальном состоянии — то, что называют ядерной или барионной материей. Но в первые мгновения после Большого взрыва она была другой: кварки, которые находятся внутри протонов и нейтронов — опять же, из которых состоит все вокруг нас — были в свободном состоянии. Они могли свободно летать и быть никак не связаны между собой. Но в какой-то момент они связались между собой и больше не разваливались, оставаясь в стабильном состоянии. Одна из загадок Вселенной — почему это произошло. Одна из задач проекта NICA — создание в лаборатории того вещества, которое было в первые мгновения после Большого взрыва.

Как отметил Сергей, в теории Большого взрыва, описывающей возникновение и эволюцию Вселенной, есть белые пятна, которые необходимо изучать. Эксперименты на коллайдерном комплексе NICA в этом помогут.

NICA — не просто коллайдер. Его часто так называют, но на самом деле это ускорительный комплекс, который будет работать как в коллайдерной моде (когда ускоренные пучки сталкиваются внутри самого ускорителя друг с другом), так и на фиксированной мишени (когда пучки выводятся в отдельный павильон и сталкиваются с неподвижной мишенью). Первый эксперимент на комплексе называется BM@N. На сегодняшний день в нем прошло восемь сеансов, семь из них — технические.

Регистрация такого количества событий, по словам Сергея, дает понять, что ученые, работающие над проектом, могут управлять пучком на высоких энергиях и что алгоритмы восстановления данных работают правильно. Сеанс завершился в конце прошлой недели, впереди процесс обработки данных, полученных в ходе него.