В Томске нашли способ улучшить светимость Большого адронного коллайдера
ТОМСК, 29 февраля. /ТАСС/. Модель, улучшающую калибровку светимости Большого адронного коллайдера, основанную на негауссовом распределении частиц при Ван-дер-Мееровском сканировании пучков, предложили ученые Томского политехнического университета (ТПУ). Такая модель на 10-20% лучше описывает экспериментальные данные, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
"Политехники рассмотрели достаточно общую, отличающуюся от гауссовой, модель плотности частиц, которая реально описывает пучок Большого адронного коллайдера, рассчитали перекрытие пучков, на основании этого смоделировали Ван-дер-Мееровское сканирование и протестировали новую модель на реальных данных. Исследование показало, что предложенная политехниками модель в ряде случаев на 10-20% лучше описывает экспериментальные данные", - сказано в сообщении.
Как пояснил один из авторов исследования, аспирант Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Абед Мохамед Атеф Мохамед, обычно модели, используемые для извлечения наблюдаемых данных из данных сканирования Ван-дер-Меера, предполагают гауссово распределение частиц во встречных пучках с какими-то искусственными поправками. Такой способ пусть и хорошо описывает эксперимент, но не выводится из реального распределения частиц в пучке.
"Известно, что сталкивающиеся сгустки имеют негауссовы хвосты. Негауссову форму хвостов можно объяснить различными эффектами динамики пучка, а также взаимодействием с оборудованием ускорителя. Эти совокупные эффекты изменяют населенность сталкивающихся сгустков от хвоста к ядру и влияют на абсолютную светимость. Наша работа учитывает такие негауссовы хвосты пучка и дает оценку их влияния на калибровку светимости", - приводятся в сообщении слова еще одного из авторов, научного сотрудника Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Антона Бабаева.
Отмечается, что светимость - ключевая величина, характеризующая работу коллайдеров заряженных частиц. Она дает ученым понимание о количестве столкновений частиц. Точное определение - важная задача физики коллайдеров. Для правильной калибровки детекторов, предназначенных для измерения светимости, используется сканирование пучка по методу Ван-дер-Меера. Измеряется перекрытие пучков в зависимости от расстояния между орбитами пучков, потом вычисляется калибровочная постоянная с учетом многих влияющих факторов.
Коллаборации
Ученые ТПУ участвуют в работе нескольких коллабораций и департаментов Европейской организации по ядерным исследованиям - ЦЕРН. Так, в коллаборации CMS ученые вуза ведут исследования в рамках проекта BRIL по измерению светимости. В коллаборации LHCb они работают над модернизацией трекового детектора Sci-Fi, проводят анализ распадов прекрасных и очарованных мезонов, ведут поиск экзотических частиц. В рамках коллаборации NA64 ведутся исследования по поиску темной материи, в эксперименте COMPASS проводят исследования структуры адронов. Томские политехники также участвуют в создании новейших методов диагностики и управления пучком протонов коллайдера совместно с отделением по ускорительным технологиям.