Исследователи из Научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ МГУ) и лаборатории Джефферсона в США получили новые данные о том, что происходит при облучении протонов пучком электронов с энергиями около шести гигаэлектронвольт. Эта информация необходима для уточнения ряда предсказаний Стандартной модели. О работе физиков сообщается на официальном сайте НИИЯФ МГУ.
Ученые использовали ускоритель электронов CEBAF в лаборатории Джефферсона. Эта установка позволяет разогнать электроны до энергии в 6 гигаэлектронвольт, а затем вывести сфокусированный пучок в один из нескольких экспериментальных залов. Американо-российская группа исследователей применила в качестве мишени капсулу с жидким водородом внутри специального детектора CLAS, многослойного шара диаметром около трех метров. Образовавшиеся при столкновении протонов и электронов частицы поглощались детектором практически полностью и благодаря его показаниям ученые получили возможность изучить взаимодействие частиц с так называемыми промежуточными энергиями.
По словам Евгения Юсупова при помощи CLAS изучалась «реакция в которой образуются положительные и отрицательные пи-мезоны. Преимущество данной реакции состоит в том, что большинство высоколежащих нуклонных резонансов распадаются преимущественно по этому каналу». Это означает, что ученые получили возможность проверить то, действительно ли перешедшие в возбужденное состояние протоны (нуклонные резонансы) превращаются в другие частицы так, как предсказывает теория. Исследователь добавил, что кварковая модель также допускает наличие нескольких комбинаций частиц, которые пока что не удавалось наблюдать в эксперименте, но которые можно обнаружить при помощи достаточно мощного ускорителя в сочетании с чувствительным детектором.
Несмотря на то, что Стандартная модель в целом может считаться завершенным описанием трех фундаментальных сил из четырех (в ней не фигурирует гравитация), она имеет свои границы применимости и ряд ограничений. В частности, ученые рассчитывают выяснить то, как меняет характер сильного взаимодействия при переходе от высоких энергий к сравнительно низким. Если использованные в новом исследовании электроны имели энергию 6 гигаэлектронвольт, то Большой адронный коллайдер выдавал пучок протонов с энергией до четырех тераэлектровольт, то есть почти на три порядка выше.