СПбГУ

Санкт-Петербургский государственный университет

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

                                                   

Найти и опознать

Поток идентифицированных частиц помогает прояснить физику системы, образующейся при столкновении ядер, а именно протестировать ее расширение и понять, как оно зависит от геометрии столкновения ядер.

Об этом в ходе доклада «Поток идентифицированных частиц» (Flow of identified particles) на III международной конференции «Физика Большого адронного коллайдера (LHCP 2015)» рассказал Игорь Геннадьевич Алцыбеев, научный сотрудник СПбГУ (лаборатория физики сверхвысоких энергий). Он представил данные коллаборации ALICE, накопленные в ходе экспериментов с 2010 по 2013 годы.

«Столкновение ионов проходит с разными центральностями: они могут удариться периферийно — только задеть другу друга, а могут лоб в лоб. При столкновении возникает то, что называют "fireball" — горячая среда с большой плотностью и температурой, — пояснил Игорь Алцыбеев. — По всем признакам она начинает быстро и интенсивно расширяться. Это расширение можно охарактеризовать физическими моделями с определенными параметрами». По его словам, есть два основных компонента этого расширения. Первый — так называемый радиальный поток, когда после столкновения образовавшаяся горячая плотная материя начинает расширяться во все стороны с большой скоростью, сравнимой со скоростью света (скорость света — 300 тысяч км/с). Второй компонент — «эллиптический» поток. Он образуется при нецентральном столкновении ядер, когда область взаимодействия оказывается формы мяча для регби, отсюда и название. Возникшая в этой области среда расширяется, но не просто во все стороны, как в радиальном потоке, а несимметрично: частицы разлетаются быстрее вдоль короткой оси «эллипса», чем вдоль длинной. Именно об этих потоках на основе знания о типах вылетающих частиц и рассказывал Игорь Алцыбеев в ходе своего доклада.

Кстати, детектор ALICE, где и проводились эксперименты, о результатах которых шла речь в докладе ученого, отличается тем, что в нем возможности идентификации сортов частиц значительно выше, чем в других. Особенно, по словам молодого ученого, это касается области небольших поперечных импульсов, когда частица летит с небольшой скоростью. Собственно, только в этом детекторе они и могут регистрироваться.

Знание типов частиц при анализе данных очень важно. «Кривая, описывающая эллиптический поток, распадается на несколько кривых для разных сортов частиц. Анализ этих кривых помогает глубже заглянуть в то, как именно расширялась среда. Более тяжелые частицы приобретают большую энергию и больший импульс. Словом, частицы с различной массой дают разные профили скоростей», — объяснил Игорь Алцыбеев.

Зачем все это нужно? Нефизику понять сложно. А вот для ученых такие знания очень важны. «С точки зрения фундаментальной физики они позволяют подтверждать или отбрасывать различные модели. Например, есть модель гидродинамики кварк-глюонной среды. Она хорошо подтверждается данными, которые были представлены на конференции в ходе докладов, в том числе и мной. Зависимость скорости разлета от массы как раз хорошо объясняется в "гидродинамике"», — рассказал Игорь Алцыбеев. По его словам, изучать потоки заряженных частиц нужно и для того, чтобы описать Вселенную в ее раннем состоянии. «Какая от этого практическая польза? Я пока сказать не могу», — признался ученый и тут же добавил: «Астрофизика тоже была не нужна, пока мы не полетели в космос. Когда Эрнест Резерфорд открыл ядро, он не знал, что спустя всего лишь 33 года будет сброшена ядерная бомба, а по всему миру построят атомные станции. Он отдавал себе отчет, что занимается фундаментальной наукой, которая долгое время не будет иметь приложения. Что касается потоков, возможно, нам потребуется получать энергию из глубин вещества, и тогда знания, которые мы получаем сейчас, пригодятся».

И в этом с Игорем Алцыбеевым не поспоришь, к тому же история не раз демонстрировала, что даже самые, казалось бы, фундаментальные научные исследования приносят неожиданные прикладные плоды. Многими из них сегодня пользуется каждый из нас. Взять хотя бы Всемирную паутину, которую Тим Бернерс-Ли придумал именно для сотрудничества физиков из разных стран, участвующих в совместных экспериментах в Европейском центре ядерных исследований. Сверхпроводящие магниты, разработанные для Большого адронного коллайдера, сегодня применяются и при проведении такой диагностической процедуры, как магнитно-резонансная томография.

Конференция «Физика Большого адронного коллайдера (LHCP 2015)» продлится до 5 сентября 2015 года. С подробной программой мероприятия и докладом Игоря Алцыбеева можно ознакомиться здесь.

В конференции принимают участие более 350 ведущих ученых мира в области фундаментальной физики из России, США, Великобритании, Германии, Франции, Италии, Японии и многих других стран. Одним из организаторов выступает Санкт-Петербургский государственный университет.

Справка

Именно при участии СПбГУ с 1992 по 2007 годы создавалась внутренняя трековая система ITS — центральная в эксперименте ALICE. Эксплуатация ITS еще продолжается и сейчас, однако в 2018 году ей на замену придет принципиально иная ITS, с кремниевыми детекторами, над созданием которой уже сегодня работают специалисты и студенты Университета.

Читайте также: «Главная конференция по физике на планете в этом году»

 

Ответственный за содержание: специалист управления по связям с общественностью С. С. Смирнова, s.s.smirnova@spbu.ru

Поиск