Размер шрифта: A A
Цвет сайта: A A A A

Эксперимент LHCb


Цели и задачи эксперимента LHCb

clip_image002.jpg

LHCb - один из четырех основных экспериментов на Большом Адронном Коллайдере (БАК), предназначен для того, чтобы ответить на один изсамых интригующих вопросов современной физики высоких энергий - какие процессы, действующие после Большого Взрыва, позволили материи сохраниться в том виде, в котором мы ее наблюдаем сегодня, и, соответственно, объяснить и понять - почему в ходе эволюции Вселенной исчезло антивещество.

Явление нарушения CP-инвариантности позволяет античастицам распадаться несколько иначе, чем частицам, и, следовательно, исчезать, оставляя избытокчастиц в виде вещества Вселенной. Один из нерешенных теоретических вопросов в физике на сегодняшний день - почему Вселенная состоит в основном из материи,а не из равных частей материи и антиматерии. Для создания дисбаланса из первоначально равного количества материи и антиматерии должны быть выполненыусловия А.Д. Сахарова, одним из которых является нарушение CP-симметрии в экстремальных условиях первых секунд после Большого взрыва. Как полагают, это и есть то самое нарушение симметрии, которое сделало возможным существование нашего мира. Каким образом это произошло, до сих пор неизвестно.

Возможно, ответ на этот вопрос будет найден экспериментом LHCb на Большом Адронном Коллайдере. Цель эксперимента LHCb - наиболее точное изучение свойств частиц, содержащих b-кварк, а также исследование и поиск редких распадов прелестных частиц. Проверка теоретических предсказаний по описанию слабых распадов прелестных мезонов, выполненных в рамках Стандартной Модели (СМ), представляется удобной формой тестирования модели и, как следствие, одним из вариантов поиска новой физики. Ярким свидетельством существования новой физики явилось бы обнаружение эффектов, запрещенных или сильно подавленных в СМ. Это придает особый интерес поиску и изучению редких распадов В-мезонов. В настоящее время физика прелестных частиц, содержащих b-кварк, - главный полигон исследования нарушения CP-симметрии. Работы в этой области идут полным ходом и изучение распадов B-мезонов еще много-много лет будут представлять собой увлекательную область перспективных исследований.

В эксплуатации детектора LHCb (см. фото 1) принимают участие более 700 физиков из 52 институтов, расположенных в 15 странах мира. Для изучения этих физических процессов потребовалось создание не только ускорителей нового уровня энергий и светимости, но и новых детекторов, способных выделять редкие сигнальные события из огромного потока фоновых событий. Отсюда возникает необходимость создания высокоэффективной системы идентификации и регистрации частиц. Колоссальное увеличение энергии сталкивающихся частиц и необходимость улучшения точности измерения ставит перед учеными задачи создания детекторов и их элементов, способных работать в тяжелых радиационных условиях и занимающих малый объем. Их решение возможно только на основе самых современных технологий с применением новых материалов и новых конструкторских идей.

Материальный и интеллектуальный вклад группы ИТЭФ в создание установки LHCb

clip_image003.jpg

Группа ИТЭФ внесла решающий вклад в создание одной из основных систем идентификации частиц - калориметрической системы, а именно - в разработку и производство электромагнитного калориметра (см. фото 2.). Его задачей является обеспечение идентификации электронов, фотонов и нейтральных пионов, а также выработка сигнала триггера первого уровня.

Основные направления деятельности группы:

  • обеспечение бесперебойной работы электромагнитного калориметра;
  • проведение калибровки электромагнитного калориметра;
  • идентификация электронов;
  • развития программы обработки и реконструкции данных;
  • изучение редких распадов В-мезонов.

Статус современных работ в коллаборации и планы

Более подробную информацию о детекторе, эксперименте и сотрудничестве можно получить на домашней странице LHCb.