Одной из важных задач современной ядерной физики высоких энергий является построение моделей двух пока малоизученных типов корреляций частиц в ядерных взаимодействиях: зарядовые корреляции и азимутальная «выстроенность» (компланарное рождение частиц).
Различные типы корреляций частиц, рождающихся в ядро-ядерных соударениях, несут информацию о разных стадиях эволюции сильно взаимодействующей материи. Актуальность данной тематики обусловлена как продолжающимися интенсивными исследованиями в экспериментах на Большом адронном коллайдере (LHC), так и ожидаемым в 2025 году запуском коллайдера NICA в Дубне. Необходимо отметить, что современные теоретические модели не описывают зарядовые корреляции частиц в соударениях тяжелых ионов, что может свидетельствовать о неучтенных механизмах таких корреляций в моделях.
Физиками МГУ и ОИЯИ (Дубна), участвующими в данном проекте, в ходе его реализации будут разработаны модели зарядовых и азимутальных корреляций частиц в соударениях релятивистских ядер, что даст возможность уточнить источники таких корреляций в различных теоретических подходах и разработать адекватную процедуру их моделирования, позволяющую описать имеющиеся экспериментальные данные в широком диапазоне энергий.
Зарядовые корреляции частиц характеризуются «функциями баланса» (ФБ) - плотностью вероятности того, что разноименно заряженные частицы разделены определенными интервалами (псевдо-) быстроты и азимутального угла. Ширины ФБ чувствительны ко времени, в течение которого в системе происходит разделение электрического заряда, что открывает возможность использования измеренных ФБ для получения информации о пространственно-временных характеристиках области испускания частиц. ФБ уже изучались в экспериментах с тяжелыми ионами на ускорителях SPS, RHIC и LHC, и одним из основных полученных результатов является то, что ширина ФБ для заряженных частиц уменьшается при переходе от периферических ядро-ядерных соударений к центральным, а также с ростом энергии сталкивающихся пучков. При этом ширина ФБ обратно пропорциональна силе коллективного потока в системе.
Другой решаемой в рамках предлагаемого проекта задачей является модельный анализ особенностей азимутальных корреляций частиц (фотонов и адронов), которые наблюдались в эмульсионных экспериментах с космическими лучами высоких энергий и предположительно указывают на компланарную природу разлета продуктов взаимодействия. Явление «выстроенности» не описывается в рамках современных теоретических моделей и до настоящего времени не наблюдалось в экспериментах на ускорителях. В данном проекте предлагается геометрическая интерпретация выстроенности, основанная на моделировании процедуры отбора наиболее энергичных частиц с учетом кинематических соотношений между ними.
«Основной задачей проекта является модельный анализ специфических зарядовых и азимутальных корреляций рожденных в соударениях релятивистских ядер частиц, которые на данный момент недостаточно изучены и плохо описываются имеющимися теоретическими моделями. Уточнение источников таких корреляций позволит получить дополнительную информацию о механизмах множественного рождения частиц в сильных взаимодействиях. При этом одним из практических результатов проекта должно стать улучшение компьютерных моделей (генераторов событий) ядро-ядерных взаимодействий, используемых как для интерпретации соответствующих данных, полученных в экспериментах на ускорителях адронов и ядер высоких энергий, так и для подготовки к будущим исследованиям (в частности, в эксперименте MPD на коллайдере NICA)», – прокомментировал Игорь Лохтин, руководитель проекта, ведущий научный сотрудник кафедры общей физики и волновых процессов НИИЯФ МГУ.
Проект получил поддержку Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Источник фото: ru.123rf.com
