Создана модель движения частиц в коллайдере нового поколения

Фото из открытых источников
В городе Новосибирске российские ученые достигли значительного прогресса в разработке нового электрон-позитронного коллайдера. Группа исследователей из Института ядерной физики имени Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирского государственного университета успешно создала модель движения частиц для будущего уникального проекта "Супер С-Тау фабрика".

Этот инновационный коллайдер представляет собой амбициозный научный проект, нацеленный на изучение частиц, содержащих очарованные кварки и тау-лептоны. Кроме того, он предназначен для поиска новых физических эффектов, выходящих за рамки Стандартной модели. "Супер С-тау фабрика" относится к особому классу коллайдеров с высокой светимостью, что определяет количество рождений частиц в единицу времени. Ожидается, что светимость нового коллайдера превзойдет существующие мировые установки в сто раз.

Важным этапом в разработке коллайдера стало моделирование поведения электронов в газовой смеси для внутренней трекинговой системы. Эта система является ключевым компонентом детектора, первой регистрирующей частицы, образующиеся после столкновения электронов и позитронов. Выбор оптимальной газовой смеси играет критическую роль в точности измерения траектории детектируемых частиц.

Для определения наиболее подходящей газовой смеси специалисты провели тщательные расчеты параметров различных вариантов. Эту работу выполнил аспирант НГУ Виджаянанд Куттикатту Вадакеппатту, приехавший из Индии. Физики исследовали более 25 аргоновых газовых смесей и в итоге выбрали две наиболее перспективные: одну с 50% содержанием тетрафторида углерода и другую, состоящую из 40% тетрафторида углерода и 15% метана. Результаты исследования показали, что использование этих смесей позволит достичь параметров, необходимых для проведения экспериментов на "Супер С-тау фабрике".

Проект коллайдера имеет долгую и интересную историю. Изначально планировалось построить его в Новосибирске. В 2011 году он был включен в число шести мега-научных проектов, запланированных к реализации в России. В 2017 году проект вошел в план реализации Стратегии научно-технологического развития страны. Президент РФ Владимир Путин лично ознакомился с проектом во время визита в Новосибирск в августе 2018 года.

Однако в 2021 году появилась информация о возможном изменении места строительства коллайдера. Теперь рассматривается вариант его размещения в городе Сарове Нижегородской области в рамках проекта Национального центра физики и математики (НЦФМ).

Уникальность "Супер С-тау фабрики" заключается в том, что в настоящее время в мире не существует коллайдера, способного проводить полномасштабные исследования в этой области энергий. Создание такой установки открывает возможности для получения принципиально новой информации о строении элементарных частиц.

Следующим важным шагом в реализации проекта станет тестирование прототипа время-проекционной камеры, разработка которой ведется в ИЯФ. Это позволит подтвердить результаты, полученные при моделировании, и завершить текущий этап работы над коллайдером.