Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях при высоких энергияхНИР

Study of the structure and evolution of hadrons under extreme conditions at high energies

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2012 г.-31 декабря 2013 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа:
2 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: ● В 2014 г. физики НИИЯФ МГУ активно участвовали в проведении экспериментов CMS и ALICE на коллайдере LHC в ЦЕРНе. Задачи: модернизация подсистем установки CMS; развитие алгоритма реконструкции струй; мониторинг функционирования детекторов CMS и системы распределенных вычислений для обработки и анализа данных − проведено 47 центральных дежурств (DCS, DQM и Computing), в том числе на базе Удалённого центра мониторинга эксперимента CMS (УЦМ) в НИИЯФ МГУ – а также поддержка компьютерного комплекса RDMS Tier2 в НИИЯФ МГУ. Параллельно проводился анализ экспериментальных данных. ● Проведены исследования систематических погрешностей и получены улучшенные значения сечения электрослабого рождения Z бозона в сопровождении двух таггирующих струй в рр- взаимодействиях, зарегистрированных установкой CMS при энергии протонов 8 ТэВ на статистике 19.7 фб−1. Полученное сечение в пределах статистических и систематических погрешностей находится в согласии с предсказанием Стандартной модели. ● Проведено изучение факторов ядерной модификации адронных струй от b-кварков и инклюзивных адронных струй, измеренных в эксперименте CMS в соударениях PbPb при энергии 2.76 ТэВ на пару нуклонов. C помощью генератора событий PYQUEN для различных центральностей PbPb соударений достигнуто хорошее описание данных CMS по импульсным зависимостям коэффициентов подавления инклюзивных струй и струй от b-кварков. Полученные результаты согласуются с образованием в наиболее центральных соударениях горячей и плотной кварк-глюонной материи, поглощающей высокоэнергичные партоны и тяжелые кварки за счет их многократного рассеяния и радиационных и столкновительных потерь энергии в среде. ● Получены улучшенные 95% пределы для сечения распада бозона Хиггса на два мюона в рамках Стандартной Модели в рр-взаимодействиях при 7 и 8 ТэВ на интегральной светимости 5.1 и 19.7 фб-1 в интервале масс 120-150 ГэВ. При массе 125 ГэВ наблюдаемый (ожидаемый) предел значения сечений оказался 7.8 (6.5+2.8–1.9) по отношению к сечению, полученному в Стандартной Модели. Получены ограничения на сечение редкого распада Хиггс бозона в е+е– .
3 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: ● В 2015 г. физики НИИЯФ МГУ активно участвовали экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом коллайдере LHC в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого центра мониторинга эксперимента CMS (УЦМ) в НИИЯФ МГУ – а также поддержку компьютерного комплекса RDMS Tier2 в НИИЯФ МГУ. Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных. ● Проведено измерение сечения рождения инклюзивных струй в pp соударениях при энергии 13 ТэВ. На основе анализа данных эксперимента CMS впервые получены зависимости сечения рождения струй от поперечного импульса pT и быстроты y струй в интервалах 114 ГэВ/c < pT < 2 ТэВ/c и |y| < 4.7. Проведено сравнение данных с предсказаниями КХД в следующем за лидирующим порядке теории возмущений с использованием четырех различных наборов функций распределения партонов (CT14, HERAPDF1.5, NNPDF3.0 и MMHT2014) и установлено, что в пределах экспериментальных и теоретических неопределенностей результаты вычислений хорошо описывают данные. При этом выявлены значительные расхождения между данными и предсказаниями генераторов событий, использующих приближение теории возмущений КХД лидирующего порядка (PYTHIA8 и HERWIG++). Результаты получены в широком диапазоне долей продольного импульса x и переданных импульсов Q, что позволит использовать их в будущем для постановки ограничений на функции распределения партонов в новом кинематическом режиме. ● Впервые проанализирована и установлена возможность изучения одиночного рождения топ-кварка в соударениях тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере. Проведено моделирование t-канального рождения одиночного топ-кварка в соударениях ионов свинца при номинальной энергии LHC 5.5. ТэВ на пару нуклонов с помощью генераторов событий CompHEP и PYQUEN, учитывающее следующий за лидирующим порядок теории возмущений КХД для вычисления сечения рождения, модификацию партонных распределений в ядре и потери энергии кварков и глюонов в горячей материи. Предсказана модификация различных характеристик продуктов распада топ-кварка (распределение по инвариантной массе W-бозона и b-струи, pT-спектр b-струи и струи, сопровождающей топ-кварк) и степени зарядовой асимметрии (топ/анти-топ) в соударениях ионов свинца по сравнению с pp взаимодействиями. ● Для изучения двойных партонных рассеяний предложен новый процесс - рождение электрослабых бозонов в сопровождении тяжелых мезонов. В рамках подхода kt- факторизации впервые показано, что в случае наблюдения в конечном состоянии WD-конфигураций, имеющих одинаковые электрические заряды, вклад от двойного партоного рассеяния является доминирующим по сравнению с вкладом от однократных жестких рассеяний в условиях CMS и ATLAS экспериментов. * ● При изучении цветовых полей, возникающих в столкновениях релятивистских тяжелых ионов, обнаружено, что из-за наличия в неабелевом случае дополнительного члена, обусловленного изменением цветового заряда, в хромоэлектрическом и хромомагнитном полях возникает существенный вклад “цветового свечения” таких зарядов. Обсуждается возможность появления цветового “эхо” в случае рассеяния составных цветовых частиц типа диполя. ● Исследованы технические параметры алгоритма идентификации b-струй в эксперименте ALICE в соударениях pPb при энергии 5.02 ТэВ на пару нуклонов, основанного на реконструкции вторичной вершины внутри струи. Подобрана конфигурация параметров, оптимизирующая степень подавления легких струй и эффективность выделения b-струй. Также показано, что для реконструированных с помощью трекового детектора ALICE заряженных струй поправки поперечного импульса на отклики детектора не зависит от типа струи (может быть использована матрица откликов для инклюзивных струй ). ● Проведено исследование работы и сертификация алгоритма реконструкции струй с использованием калориметрических и трекерных подсистем на основе данных при энергии протонов 7 и 8 ТэВ. Были получены характеристики работы разрабатываемого алгоритма реконструкции калориметрических струй с использование трекерных детекторов на основе данных, собранных установкой CMS в 2010-2012 годах. С использованием событий со струями были получены дополнительные поправки на энергию струй, необходимые, чтобы компенсировать вклад нейтральной компоненты струи. Было измерено энергетическое разрешение струй на данных и проведено сравнение с Монте-Карло событиями и выявлено 10% различие в разрешении. Алгоритм был дополнен методами идентификации глюонных и кварковых струй. * ● Проведено сравнение эффекта цветовой когерентности в рр взаимодействиях, зарегистрированных установкой CMS при энергии протонов 8 ТэВ на статистике 19.7 фб−1 с рядом Монте-Карло моделей. Было показано, что наилучшее описание дает генератор Sherpa. . ● Проведено исследование процесса рождения бозона Хиггса в сопровождении b anti-b струй и с распадом на два мюона в рамках Two Higgs Dublet модели в рр- взаимодействиях при 8 ТеВ на интегральной светимости 19.7 фб-1. Поставленное ограничение на сечение процесса при возможных массах бозона Хиггса от 30 до 60 ГэВ позволяет исключить широкую область параметров модели. ● Экспериментальные данные CMS и ATLAS в соударениях ионов свинца при энергии 2.76 ТэВ на пару нуклонов были использованы для извлечения фундаментальных свойств КГП таких как сечение взаимодействия партона со средой КГП и её вязкости. Найдено, что сечение равно =(3.1  0.2) mb , а отношение вязкости к энтропии /s= (0.17  0.02). Результаты находятся в хорошем согласии с модельными оценками в вязкой гидродинамике. ● Подготовлен и проведен трехмерный анализ фемтоскопических корреляций тождественных каонов, измеренных в эксперименте ALICE в PbPb соударениях при энергиях 2.76 ТэВ. Получены зависимости фемтоскопических радиусов от множественности и поперечной массы mT. Показано, что в PbPb взаимодействиях нарушается приближенный mT скейлинг для пионов и каонов – при одинаковых значениях mT радиусы каонов лежат выше, чем пионов, особенно сильно этот эффект проявляется в направлении вдоль пучка (long). Из анализа зависимости продольных фемтоскопических радиусов пионов и каонов от поперечной массы извлечена информация о полном времени эволюции системы, созданной в соударениях. Показано, что испускание пионов происходит раньше каонов, что явилось неожиданным результатом, понимание которого потребовало детального моделирования процесса соударений. ● Проведено сравнение пионных и каонных радиусов с существующими моделями: с чисто гидродинамической моделью , учитывающей распады резонансов (3+1)D hydro +THERMINATOR-2 и с гидро-кинетической моделью HKM, в которой после гидродинамической фазы включаются перерассеяния адронов, эта часть програмно реализована с помощью UrQMD. Показано, что для описания наблюденных нами эффектов необходима фаза перерассеяний. В частности к эффекту запаздывания испускания каонов по сравнению с пионами приводит перерассеяние с участием K*(892) резонанса. Таким образом наши данные позволили гораздо лучше понять процесс эволюции соударения тяжелых ионов. ● В рамках Соглашения о сотрудничестве между МГУ и Университетом Осло с помощью модели HYDJET++ проведено исследование влияния резонансов и струй на формирование триангулярного потока v3 в ион-ионных соударениях при энергии LHC. Показано, что, аналогично динамике образования эллиптического потока v2, распады резонансов приводят к увеличению триангулярного потока пионов, каонов и протонов на 10-20% и смещают максимумы распределений v3(pT) в область более жестких поперечных импульсов. Изучено влияние струй на нарушение конституэнтного кваркового скейлинга триангулярного потока адронов при энергиях LHC. С помощью модели QGSM проведено исследование возникновения особенностей в поведении направленного потока в области энергий NICA. ● Проведено модельное изучение поведения корреляционных радиусов при энергиях 5, 7, 9 и 11 ГэВ на нуклон, планируемых для строящегося в Дубне коллайдера NICA, в предположении существования (или отсутствия) фазового перехода первого рода с помощью моделей vHLLE+UrQMD и UrQMD-3.4, включающих гидродинамическую часть и перерассеяния адронов. Показано, что фазовый переход первого рода приводит к задержке испускания пионов и каонов и может быть обнаружен по более длинным хвостам функций источника. ● Выполнен комплекс работ по модернизации переднего (HF) калориметра установки CMS, включая полную замену фотоэлектронных умножителей на мультианодные, тестирование и сертификацию обновленного оборудования, монтажные и кабельные работы, модернизацию систем питания ФЭУ и электроники и предварительную калибровку модернизированного калориметра с использованием радиоактивного источника. Создана установка для облучения активных элементов калориметров установки CMS непосредственно в экспериментальном зале CMS для изучения параметров радиационной деградации активных элементов калориметров в условиях, максимально приближенных к реальным. Произведено облучение нескольких типов сцинтилляционных пластиков. Проведен цикл измерений радиационной стойкости электроники нового поколения, установка которой планируется в 2016-2020. Облучение проводилось на установке CHARM, использующей пучок ускорителя PS (CERN). Проводятся тесты по изучению ускоренного старения данной электроники в условиях повышенной температуры. ● Проведена коррекция карты магнитного поля в областях размещения мониторов гало протонных пучков. Модернизированы аппаратура и программное обеспечение системы измерения с помощью потоковых катушек плотности магнитного потока в стальных блоках ярма магнита CMS. Система надёжно работает при стандартном повышении тока магнита до максимального значения и при его стандартном снижении до нуля и не требует теперь для проведения измерений процедуры быстрого сброса тока сверхпроводящего соленоида CMS. Результат достигнут заменой 12-битной считывающей электроники на 16-битную, а также использованием для передачи информации из экспериментального зала в измерительный зал оптоволоконного кабеля длиной 100 м. ● Завершена модернизация аппаратурной базы операционных постов удалённого центра мониторинга (УЦМ) эксперимента CMS в НИИЯФ МГУ с целью обеспечения одновременных дежурств различного типа и проведения новых типов дежурств за счёт увеличения количества операционных постов до 3-х и использования операционных рабочих станций, работающих в мульти-мониторном режиме с отображением информации на 8 мониторах в панорамной конфигурации 2х4 монитора с общим разрешением 2100х6400. С августа 2015 года на модернизированном УЦМ было проведено 61 удаленное дежурство (HCAL Offline, Central Computing), в ходе которых оптимизированы параметры аппаратуры, адаптировано специализированное программное обеспечения, и операционный комплекс полностью интегрирован в систему удалённого контроля в режиме реального времени работы детекторных систем эксперимента CMS, статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа. В рамках HCAL Offline дежурств непрерывно на протяжении 8 недель адронный детектор установки CMS находится под удаленным операционным контролем дежурных из НИИЯФ МГУ.. ● Кроме удаленных дежурств на модернизированном УЦМ сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2015 году также приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений непосредственно на установке CMS в ЦЕРНе. Всего было проведено 61 дежурств, из них Shift Leader – 5, DCS – 25, DQM – 23, BRIL – 8. Тем самым, общее число отработанных центральных дежурств на установке CMS составило 122. В работе принимали участие 4 студента и 1 аспирант Физического факультета МГУ и 4 молодых специалистa НИИЯФ МГУ. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях в Санкт-Петербурге, Дубне, Самаре (Россия), Кобе (Япония), Сан-Диего (США), Варшава (Польша), Триест (Италия), Варна (Болгария), Измир (Турция), Крит (Греция), Вена (Австрия); всего 20 докладов. На конференции на острове Крит презентация сотрудников НИИЯФ МГУ получила первую премию в конкурсе стендовых докладов. Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях и совещаниях в Вальпараисо (Чили), Осло, Бергене (Норвегия), Дубне (Россия), Крите (Греция), Ухане (Китай), Бормио (Италия), Франкфурте (ФРГ), Йоханнесбурге (ЮАР); всего 18 докладов. Сотрудники ЛАВ ОЭФВЭ принимали участие в организации XXII-го Международного рабочего совещания «Физика высоких энергий и квантовая теория поля» (QFTHEP 2015, 24 июня – 1 июля 2015, Самара), http://qfthep.sinp.msu.ru/news/2-general/3-home , а также двух международных конференций на о.Крит, Греция: «International Conference on New Frontiers in Physics 2015» (ICFP2015, 24 – 30 августа 2015), и «International Workshop Exploring the Shores of Fundamental Matter. Advances around the Nothern Seas» (NorSAC-2015, 29 июля – 4 августа 2015), см.: https://indico.cern.ch/event/344173 и https://indico.cern.ch/event/3724994/ соответственно. В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, КА.Щелина, а также аспирант Физ.Фак-та МГУ Е. Назарова и студенты.Фак-та МГУ А.Алкин, Д.Жукова, Е.Пронина, Е.Фотина Защищены дипломные работы бакалавра: Е.Пронина — (Кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему «Эллиптический поток J/ψ и D мезонов в соударениях ионов свинца на Большом адронном коллайдере»; Е.Фотина — (Кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему «Корреляции между второй и высшими гармониками анизотропного потока частиц в соударениях ионов свинца на Большом адронном коллайдере»; Основные публикации: [1] A.V.Baskakov, E.E.Boos, L.V.Dudko, I.P.Lokhtin, A.M.Snigirev: “Single top quark production in heavy ion collisions at energies available at the CERN Large Hadron Collider”, Physical Review C 92 (2015) 044901 [2]. CMS Collaboration, “Measurement of electroweak production of two jets in association with a Z boson in proton-proton collisions at √(s)=8 TeV”, Eur. Phys. J. C 75 (2015) 66. [3] CMS Collaboration, “Search for a standard model-like Higgs boson in the μ+μ− and e+e− decay channels at the LHC”, PLB 744 (2015) 184. [4*] S.P.Baranov, A.V.Lipatov, M.A.Malyshev, A.M.Snigirev, N.P.Zotov: “Associated WD production at the LHC and prospects to observe double parton interactions”, Physics Letters B746 (2015) 100. [5] V.Voronyuk, V.V.Goloviznin, G.M.Zinovjev, W.Cassing, S.V.Molodtsov, A.M. Snigirev, V.D.Toneev: “Classical gluon fields and collective dynamics of colour-charge systems”, Physics of Atomic Nuclei 78 (2015) 312. [6] V. I. Klyukhin, N.Amapane,A.Ball, V.Calvelli, B.Curé, A.Gaddi, H.Gerwig, A.Hervé, R.Loveless, M.Mulders: “Validation of the CMS Magnetic Field Map”, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. vol. 28, n. 2, pp. 701-704, 2015. [7] R.Astalos, A.M.Snigirev et al., ”Proceedings of the Sixth International Workshop on Multiple Partonic Interactions at the Large Hadron Collider” e-Print: arXiv:1506.05829 [hep-ph]. [8] B.H.Brusheim Johansson, L.V.Bravina, G.Kh.Eyyubova, V.L.Korotkikh, I.P.Lokhtin, L.V.Malinina, S.V.Petrushanko, A.M.Snigirev, E.E.Zabrodin: “Generation of higher flow harmonics in Pb+Pb collisions at LHC”, Eur.Phys.J.Web Conf. 95 (2015) 05004 DOI: 10.1051/epjconf/20159505004 [9] J.Crkovska, L.V.Bravina, G.Kh.Eyyubova, E.E.Zabrodin: “Influence of resonance decays on triangular flow in heavy-ion collisions”, Eur.Phys.J. Web Conf. 95 (2015) 04014 DOI: 10.1051/epjconf/20159504014 [10] E.E.Zabrodin, L.V.Bravina, B.H.Brusheim Johansson, J.Crkovska, G.Kh.Eyyubova, V.L.Korotkikh, I.P.Lokhtin, L.V.Malinina, S.V.Petrushanko, A.M.Snigirev:“Ultra-relativistic heavy-ion collisions – a hot cocktail of hydrodynamics, resonances and jets”, Eur.Phys.J.Web Conf. 95 (2015) 03039 DOI: 10.1051/epjconf/20159503039 [11] L.V.Bravina, E.E.Zabrodin:“Effective equation of state of hot and dense nuclear matter in nuclear collisions around FAIR energy”, Eur.Phys.J.Web Conf. 95 (2015) 01003 DOI: 10.1051/epjconf/20159501003 [12] V.L.Korotkikh, E.E.Zabrodin:”Parton-medium cross section and average QGP viscosity in lead-lead collisions at LHC”, J. Phys. G 42 (2015) 115102 DOI: 10.1088/0954-3899/42/11/115102 [13*] CMS Collaboration, “Performance of the Jet-Plus-Tracks algorithm in Run I, CMS-PAS-JME-14-005”, http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/preliminary-results/JME-14-005/index.html
4 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: ● В 2016 г. физики НИИЯФ МГУ активно участвовали экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом коллайдере LHC в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого центра мониторинга эксперимента CMS (УЦМ) в НИИЯФ МГУ – а также поддержку компьютерного комплекса RDMS Tier2 в НИИЯФ МГУ. Кроме того, выполнены расчёты магнитной системы для нового протонного коллайдера с энергией столкновения 100 ТэВ. Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных. ● В рамках коллинеарного подхода выведены формулы для сечения инклюзивного жесткого тройного партонного рассеяния в адрон-адронных взаимодействиях, учитывающие эффекты эволюции многопартонных распределений в адронах. Предложенный практический способ вычисления эволюционных поправок может быть использован при прецизионных измерениях сечений процессов на Большом адроном коллайдере (БАК), содержащих большое количество частиц в конечном состоянии. ● Показано, что в случае ограниченого фазового пространства для продольных импульсов партонов (что имеет место при изучении процессов рождения электрослабых бозонов в сопровождении тяжелых мезонов в условиях эксперимента LHCb) для расчета инклюзивного сечения двойных партонных рассеяний необходимо учитывать значимый поправочный фактор, обусловленный законом сохранения импульса. ● С использованием разработанного кварк-глюонного дискриминатора, выборка событий была разделена на две выборки на события с преимущественно кварковыми и преимущественно глюонными струямию соответственно Было проведено сравнение эффекта цветовой когерентности отдельно для кварковых и глюонных струй в рр взаимодействиях, зарегистрированных установкой CMS при энергии протонов 8 ТэВ на статистике 19.7 фб−1 с рядом Монте-Карло моделей. Было показано, что наилучшее описание дает генератор Sherpa. ● Проведено уточнение ограничений, поставленных на сечение процесса рождения бозона Хиггса в сопровождении b anti-b струй и с распадом на два мюона в рамках Two Higgs Dublet модели в рр- взаимодействиях при 8 ТеВ на интегральной светимости 19.7 фб-1. Поставленное ограничение на сечение процесса было расширено на область масс меньше 30 ГэВ и добавлены промежуточные точки на интервале масс 30-60 ГэВ. Результаты прошли рецензирование в коллаборации. ● Модернизирован и включён в анализ эксперимента CMS пособытийный метод восстановления (Unfolding) распределений динамических флуктуаций азимутальных гармоник анизотропного потока. Впервые из эксперимента получены фундаментальные параметры распределения флуктуаций пространственного эксцентриситета без использования моделей начального состояния КГП в соударениях тяжёлых ионов. ● Закончен трехмерный анализ фемтоскопических корреляций тождественных заряженных каонов, измеренных в эксперименте ALICE в PbPb соударениях при энергиях 2.76 ТэВ в зависимости от центральности соударений и от попречной массы mT. Показано, что размер области испускания каонов максимален для наиболее центральных соударений и убывает с ростом переферичности соударений. Проведено сравнение с фемтоскопическими радиусами нейтральных каонов, измеренных другой группой, показано хорошее совпадение. Из фитирования mT-зависимости квадрата продольных заряженных и нейтральных каонов извлечено полное время эволюции системы, созданной в соударениях. ● Проведено сравнение пионных и каонных радиусов в различных интервалах центральности с моделью (3+1)D-hydrо+THERMINATOR-2. Показано хорошее описание пионных радиусов и недооценка каонных. Сравнение с гидро-кинетической моделью HKM, в которой после гидродинамической фазы включаются перерассеяния адронов, для 0-5% центральности показало, хорошее воспроизведение и пионных , и каонных радиусов в рамках этой модели. Показано, что прерассеяние каонов с участием резонанса K*892 ответственно за задержку испускания каонов. ● Исследовано влияние типа фазового перехода (первого рода или кроссовер) на корреляционные функции и функции источника для заряженных пионов, образующихся в соударениях тяжелых ионов при энергиях строящегося коллайдера NICA (ОИЯИ, Дубна) 4-11 ГэВ/нуклон с помощью гибридной модели VHLLE+UrQMD. Показано, что основная информация о длительных временах испускания частиц, характерных для фазового перехода первого рода, может быть извлечена из экспериментального анализа отношений попречных радиусов, чувствительного ко времени испускания частиц, а также детального изучения функции источника. ● Ведется разработка программного обеспечения для анализа фемтоскопических корреляций в эксперименте NICA/MPD (к настоящему времени написаны алгоритмы для одномерного и трехмерного корреляционного анализа и усовершенствован метод идентификации частиц во времяпроекционной камере MPD). ● В рамках Соглашения о сотрудничестве между МГУ и Университетом Осло с помощью модели HYDJET++ проведено исследование влияния резонансов и струй на формирование триангулярного потока v3 в ион-ионных соударениях при энергии LHC. Показано, что распад резонансов незначительно уменьшает интегральный поток, одновременно увеличивая максимум дифференциального распределения и сдвигая его в область более жестких поперечных импульсов. Получено хорошее согласие модельных расчетов с экспериментальными данными коллабораций ALICE и ATLAS для дифференциального триангулярного потока идентифицированных адронов и интегрального потока заряженных частиц. ● В модели кварк-глюонных струн (QGSM) изучалось формирование прямого потока (v1) вторичных адронов в ядро-ядерных соударениях при энергиях от AGS до SPS. Показано уменьшение наклона v1 протонов в центре быстротного интервала и формирование отрицательного наклона (antiflow) с ростом прицельного параметра реакции. Эффект вызван перерассеянием адронов в спектаторах, но он может имитировать смягчение уравнения состояния системы в случае образования кварк-глюонной плазмы. Чтобы отличить эти явления, предложен ряд экспериментов для строящегося ускорителя NICA (ОИЯИ). ● В модели QGSM исследовались распределения по множественности, быстроте и поперечному импульсу вторичных адронов в неупругих и недифракционных (NSD) рр-взаимодействиях при энергиях БАК. Получено хорошее согласие с имеющимися экспериментальными данными, сделаны предсказания для энергии 13(14) ТэВ. Изучено нарушение фейнмановского и KNO скейлинга при одновременном выполнении расширенного продольного скейлинга (extended longitudinal scaling) в распределении частиц. ● Выполнен ряд научно-методических исследований, связанных с модернизацией калориметров установки CMS. Подготовлено обновление считывающей электроники переднего (HF) адронного калориметра установки CMS. Проведена перекалибровка калориметра с помощью радиоактивного источника Co60. В процессе перекалибровки сравнивались характеристики базовых элементов электроники – зарядочувствительных усилителей QIE8 и QIE10 старого и нового поколений. Разработано модифицированное программное обеспечение для приема и обработки информации с обновленной электроники калориметра HF. Проведены предварительные исследования в рамках модернизации торцевого (HE) адронного калориметра. Подготовлен тестовый стенд для модулей HE на канале ускорителя SPS. Проведены исследования откликов образцов модулей с новыми кремниевыми фотоумножителями на сигнал от радиоактивного источника и разработана процедура перекалибровки калориметра HE после замены фотоумножителей. Разработан, изготовлен, включен в состав оборудования установки CMS и эксплуатируется в тестовом режиме стенд CRF для изучения радиационной деградации сцинтилляторов. Разработан, изготовлен, протестирован и полностью введен в эксплуатацию стенд для сборки, тестирования и анализа характеристик считывающих модулей калориметра на основе кремниевых фотоумножителей. ● Выполнена коррекция карты магнитного поля в областях коллиматоров протонных пучков. С помощью потоковых катушек проведены измерения плотности магнитного потока в стальных блоках ярма магнита CMS. Измерения выполнены при стандартных снижениях тока магнита от максимального значения до нуля, что позволяет теперь реконструировать плотность магнитного потока в ярме магнита CMS при каждом включении и выключении сверхпроводящего соленоида. Точность измерений сравнима с точностью измерений, проведённых в 2006 году во время тестовых быстрых сбросов тока магнита CMS от максимальных значений, близких к значению тока, используемому в настоящее время для получения рабочей плотности магнитного потока 3.8 Т в центре соленоида, до нуля. ● В рамках международного сотрудничества Future Circular Collider (FCC) расчитаны параметры магнитной системы для экспериментальной установки, планируемой на новом ускорителе встречных пучков протонов с энергией столкновения 100 ТэВ. Система включает в себя сверхпроводящий соленоид с внутренним диаметром 12 м и центральной плотностью магнитного потока 6 Т, два дипольных или соленоидальных магнита с интегральной плотностью магнитного потока 10 Т·м каждый, тороидальные магниты с интегральной плотностью магнитного потока 6 Т·м каждый. Произведён расчёт параметров сверхпроводящего кабеля, предполагаемого для использования в обмотке сверхпроводящего соленоида. ● Существенно расширены функциональные характеристики теле-коммуникационного комплекса удалённого центра мониторинга УЦМ для обеспечения многоточечной интернет-связи с компактной FullHD/UltraHD визуализацией технических графических материалов. Aппаратурная конфигурация включает профессиональный HDX аудио- видеотерминал с комплектом лицензионного СПО, дополненным необходимыми приложениями, две FullHD управляемые PTZ видеокамеры, систему HDX микрофонов с круговой диаграммой и два демонстрационных UltraHD 85" монитора с разрешением 3840x2160. Коммуникационные и демонстрационные возможности УЦМ обеспечили проведение многосторонних научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций. Кроме собственно научных задач, УЦМ НИИЯФ МГУ используется в учебном процессе в порядке приобщения студентов и аспирантов МГУ к практическому участию в реальном современном эксперименте в области физики высоких энергий. ● С сентября 2016 года на модернизированном УЦМ было проведено 59 удаленных дежурств (HCAL Offline, Central Computing), в ходе которых оптимизированы параметры аппаратуры, адаптировано специализированное программное обеспечения, и операционный комплекс полностью интегрирован в систему удалённого контроля в режиме реального времени работы детекторных систем эксперимента CMS, статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа. Кроме удаленных дежурств на модернизированном УЦМ сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2016 году также приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений непосредственно на установке CMS в ЦЕРНе. Всего было проведено 78 дежурств, Shift Leader – 24, DCS – 15, DQM – 34, BRIL – 5. Тем самым, общее число отработанных центральных дежурств на установке CMS составило 137. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях в г. Дубна и Пушкин (Россия), Варна (Болгария), Ухань и Пекин (Китай), Фрауэнкимзе (Германия), Сплит (Хорватия), Нант, Страсбург и Гваделупа (Франция), Фетхие (Турция), Рим (Италия), Колумбари (Греция); всего 23 доклада. Также были представлены 5 докладов на научной конференции "Ломоносовские чтения - 2016" в МГУ. Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях и совещаниях в Осло (Норвегия), Дубне, С.-Петербурге (Россия), Крите (Греция), Ухане (Китай), Франкфурте (ФРГ), Гваделупе (Франция); всего 12 докладов. Сотрудники ЛСВ ОЭФВЭ принимали участие в организации международнoй конференции на о.Крит, г. Колумбари (Греция): «International Conference on New Frontiers in Physics 2016» (ICNFP-2016, 6 – 14 июля 2016). В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также аспирант Физ.Фак-та МГУ Е. Назарова и студенты.Фак-та МГУ О.Ахунов, А.Алкин К.Корнаков и Е.Пронина, Защищены дипломные работа бакалавров: А.Алкин — (Кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему «Модификация характеристик адронных струй в соударениях ионов свинца при энергиях Большого адронного коллайдерае»; К.Корнаков — (Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений) на тему «Особенности регистрации энергии передним адронным калориметром установки CMS при смещении калориметра относительно оси пучка». Основные публикации: [1] A.M.Snigirev , ``Triple parton scattering in collinear approximation of perturbative QCD'', Physical Review D 94 (2016) 034026. [2] S.P.Baranov, A.V.Lipatov, M.A.Malyshev, A.M.Snigirev, N.P.Zotov: “Associated production of electroweak bosons and heavy mesons at LHCb and the prospects to observe double parton interactions”, Physical Review D 93 (2016) 094013. [3] J. Bleibel, L.V. Bravina, E.E. Zabrodin: How many of the scaling trends in pp“ collisions will be violated at sqrt{s_NN} = 14TeV ? - Predictions from Monte Carlo quark-gluon string model”, Physical Review D 93 (2016) 114012; DOI: 10.1103/PhysRevD.93.114012 [4] L.V. Bravina and E.E. Zabrodin: “Directed flow in heavy-ion collisions at NICA: What is interesting to measure?” European Physical Journal A 52 (2016) 245; DOI: 10.1140/epja/i2016-16245-4 [5] L.V. Bravina, B.H. Brusheim Johansson, J. Crkovska, G.Kh. Eyyubova, V.L. Korotkikh, I.P. Lokhtin, L.V. Malinina, E.N. Nazarova, S.V. Petrushanko, A.M. Snigirev, E.E. Zabrodin:”Hydro and Jets in Relativistic Heavy-Ion Collisions”, European Physical Journal Web of Conferences 125 (2016) 04010; DOI: 10.1051/epjconf/201612504010 [6] E. Zabrodin, L. Bravina, M. Bleicher, H. Stöcker “Appearance of Hagedorn limiting temperature in microscopic model of calculations” , European Physical Journal Web of Conferences 126 (2016) 03006; DOI: 10.1051/epjconf/201612603006 [7] L.V. Bravina, B.H. Brusheim Johansson, J. Crkovska, G.Kh. Eyyubova, V.L. Korotkikh, I.P. Lokhtin, L.V. Malinina, E.N. Nazarova, S.V. Petrushanko, A.M. Snigirev, E.E. Zabrodin: ”HYDRO + JETS (HYDJET++) event generator for Pb+Pb collisions at LHC”, Journal of Physics: Conference Series 736 (2016) 012024; DOI:10.1088/1742-6596/736/1/012024 [8] E.E. Zabrodin, L.V. Bravina, B.H. Brusheim Johansson, J. Crkovska, G.Kh. Eyyubova, V.L. Korotkikh, I.P. Lokhtin, L.V. Malinina, E.N. Nazarova, S.V. Petrushanko, A.M. Snigirev: “Features of triangular flow of strange and non-strange hadrons at LHC”, Journal of Physics: Conference Series 668 (2016) 012099; DOI:10.1088/1742-6596/668/1/012099 [9] L.V. Bravina and E.E. Zabrodin: “Scaling trends in proton-proton collisions from SPS to LHC in quark-gluon string model”, Journal of Physics: Conference Series 668 (2016) 012045; [10] L.V. Malinina for ALICE Collaboration: “Femtoscopy of identified particles in Pb-Pb collisions aith ALICE at the LHC.”, Nucl.Phys. A956 (2016) 373 [11] D. Wielanek, P. Batyuk, R. Lednicky, O. Rogachevsky, Iu. Karpenko, L. Malinina and K. Mikhailov : “Femtoscopy Studies at NICA Energy Scale” Acta Phys. Polon. Supp. 9 (2016) 341 [12] P. Batyuk, R. Lednicky, O. Rogachevsky, Iu. Karpenko, L. Malinina, K. Mikhailov and D. Wielanek : “Femtoscopy : the way back in the energy scale from ALICE to NICA energies” Acta Phys. Polon. Supp. 9 (2016) 165 [13] Klyukhin V.I., Amapane N., Ball A., Curé B., Gaddi A., Gerwig H., Mulders M., Hervé A., Loveless R. : “Flux Loop Measurements of the Magnetic Flux Density in the CMS Magnet Yoke”, J. Supercond. Nov. Magn., 2016, DOI: 10.1007/s10948-016-3634-8. [14] Klyukhin V.I., Hervé A., Ball A., Curé B., Dudarev A., Gaddi A., Gerwig H., Mentink M., Pais Da Silva H., Rolando G., Ten Kate H.H.J, Berriaud C.P. : “Superconducting Magnet with a Minimal Steel Yoke for the Future Circular Collider Detector”, J. Supercond. Nov. Magn., 2016, DOI: 10.1007/s10948-016-3660-6. [15] Mentink M., Dudarev A., Pais Da Silva H.F., Berriaud C., Rolando G., Pots R., Curé B., Gaddi A., Klyukhin V., Gerwig H., Wagner U., ten Kate H. : “Design of a 56-GJ Twin Solenoid and Dipoles Detector Magnet System for the Future Circular Collider”, IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 26, no. 3, p. 4003506, 2016, DOI: 10.1109/TASC.2016.2528988. [16] Berriaud C., Dudarev A., Gaddi A., Gerwig H., Klyukhin V., Mentink M., Rolando G., Pais Da Silva H.F., ten Kate H.H.J.: “Preliminary Conductor Layouts for the Detector Magnets of the Future Circular Collider”, IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 26, no. 4, p. 4802305, 2016, DOI: 10.1109/TASC.2016.2537651. [17] Mentink M., Dudarev A., Pais Da Silva H.F., Rolando G., Curé B., Gaddi A., Klyukhin V., Gerwig H., Wagner U., ten Kate H.: “Iron-free detector magnet options for the future circular collider”, Phys. Rev. Accel. Beams, vol. 19, no. 11, p. 111001, 2016, DOI: 10.1103/PhysRevAccelBeams.19.111001
5 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: ● В 2017 г. физики НИИЯФ МГУ активно участвовали экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом коллайдере LHC в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого центра мониторинга эксперимента CMS (УЦМ) в НИИЯФ МГУ – а также поддержку компьютерного комплекса RDMS Tier2 в НИИЯФ МГУ. Кроме того, выполнены расчёты магнитной системы для нового протонного коллайдера с энергией столкновения 100 ТэВ. Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных. ● Впервые в рамках факторизационного подхода выведена формула для вычисления сечения инклюзивного жесткого тройного партонного рассеяния в протон-протoнных столкновениях через сечения соответствующих одиночных партонных рассеяний и поперечный партонный профиль протона. Это позволило вычислить инклюзивные сечения рождения charm и bottom кварков в протон-протонных столкновениях как функции энергии столкновения в системе центра масс через механизмы одиночного и тройного партон-партонных рассеяний. ● Проведено исследование влияния систематических погрешностей, возникающих при отборе по поперечному импульсу струи, на ограничение, поставленное на сечение процесса рождения бозона Хиггса в сопровождении b anti-b струй и с распадом на два мюона в рамках модели Two Higgs Doublet в рр-взаимодействиях при 8 ТэВ на интегральной светимости 19.7 фб-1. Показано, что выбор алгоритма реконструкции струй и энергетическое разрешение не изменяют поставленные ограничения в интервале димюонной массы 20÷70 ГэВ в рамках статистической и систематической неопределенностей. Подготовлена и принята к печати статья в журнале JHEP. ● Проведено исследование цветовой когерентности с использование процесса рождения Z-бозона в сопровождении двух таггирующих струй. Было проведено сравнение выхода второй струи в данных при 8 ТэВ с рядом моделей. ● Выполнен комплекс работ по калибровке адронного калориметра по азимутальной симметрии на данных 2017 года. Проведено сравнение полученных коэффициентов в методе моментов и итерационном методе. Усредненные коэффициенты были внесены в калибровочную базу данных. ● Проведена калибровка алгоритма реконструкции струй с использованием либо калориметрических, либо калориметрических и трековых детекторов на событиях Монте-Карло в геометрии 2017 года. С использованием мультивариационного анализа для данного алгоритма были получены критерии выделения сигнальных событий из фоновых в области пересечения пучков. ● Модернизирован и включён в анализ эксперимента CMS пособытийный метод восстановления (Unfolding) распределений динамических флуктуаций азимутальных гармоник анизотропного потока. Впервые из эксперимента получены фундаментальные параметры распределения флуктуаций пространственного эксцентриситета без использования моделей начального состояния КГП в соударениях тяжёлых ионов свинца при 5.02 ТэВ. Определены многочастичные корреляции (кумулянты 2, 4, 6 и 8 порядка), и значение т.н. «скошенности» распределений флуктуаций эллиптического потока. Установлена причина «тонкого расщепления» кумулянтов высоко порядка и «скошенности» двумерного распределения флуктуаций, обусловленные тем, что флуктуации начального состояния имеют не-гауссовский характер. ● Проведен анализ фемтоскопических корреляций тождественных заряженных каонов, измеренных в эксперименте ALICE в Pb-Pb соударениях при энергиях 2.76 ТэВ и 5.02 ТэВ. Изучена зависимость размеров области испускания каонов от центральности, поперечного импульса пары частиц и энергии соударений. Показано что радиусы убывают с ростом переферичности соударений и поперечного импульса пары каонов и слабо возрастают с ростом энергии соударений. ● Обнаружено сильное нарушение mT скейлинга пионов и каонов, предсказанного гидродинамическими моделями, в частности (3+1)D-hydrо+THERMINATOR-2, однако наблюдается kT скейлинг. Данные подтверждают предсказания гидрокинетической модели HKM, где после гидродинамической фазы, присутствует фаза адронных перерассеяний. Фитирование mT -зависимости квадрата продольных заряженных и нейтральных каонов для Pb-Pb соударений при энергиях 2.76 ТэВ по новой методике, учитывающий сильные поперечные потоки, показало, что извлекаемое время максимальной эмиссии каонов больше, чем пионов. Эффект хорошо воспроизводится в рамках гидрокинетической модели HKM за счет участия K*(892) резонанса в процессе перерассеяний каонов. ● Проведено исследование влияния типа фазового перехода (первого рода или кроссовер) от кварк-глюонной фазы к адронам на фемтоскопические наблюдаемые для соударений тяжелых ионов при энергиях строящегося коллайдера NICA (ОИЯИ, Дубна): 4÷11 ГэВ/нуклон и BES (Beam-Energy-Scan) RHIC: 7.7÷62.4 ГэВ/нуклон с помощью гибридной модели VHLLE+UrQMD. Показано, что гибридная модель VHLLE+UrQMD с фазовым переходом типа кроссовер разумно описывает трехмерные фемтоскопические радиусы пионов, измеренных STAR (RHIC) во всем диапазоне энергий соударения, тогда как существующий вариант модели с фазовым переходом первого рода завышает радиусы примерно на 1 фм. Также показано, что информация о разнице времен испускания частиц для модели с фазовым переходом первого рода и фазовым переходом типа кроссовер может быть извлечена из экспериментального анализа отношений поперечных радиусов и более сложным методом − из изучения функции источника. ● Для определения чувствительности различных фемтоскопических наблюдаемых к типу фазового перехода проведено Монте-Карло моделирование c помощью гибридной модели VHLLE+UrQMD и проанализированы фемтоскопические наблюдаемые: трехмерные корреляционные функции тождественных пионов и каонов, функции источника для пионов, каонов и протонов. Показано, что извлеченные из фитирования корреляционных функций пионов радиус, измеренный вдоль направления пучка «long», и отношение поперечных радиусов «out» и «side» для фазового перехода первого рода больше на 5-10%, чем для фазового перехода типа кроссовер из-за задержки во времени испускания частиц. Функции источника для модели, предполагающей уравнение состояния с фазовым переходом первого рода шире, чем для аналогичных расчетов с фазовым переходом типа кроссовер. Тем самым показано, что изучение этих фемтоскопических наблюдаемых перспективно для целей проекта NICA/MPD. ● Проведены исследования влияния детекторных эффектов: реконструкции треков в TPC MPD, разрешения TPC, эффективности идентификации заряженных частиц в TPC и TOF и двухтрековых эффектов в TPC на фемтоскопические наблюдаемые. Создан комплекс программ для идентификации частиц с использованием информации об энергетических потерях в TPC и времени пролета в TOF. ● В рамках Соглашения о сотрудничестве между МГУ и Университетом Осло были проведены следующие исследования. Триангулярный поток v3 идентифицированных и инклюзивных частиц в столкновениях Pb-Pb при √s = 2,76 ТэВ изучался как функция центральности и поперечного импульса в модели HYDJET++. Показано, что распады резонансов увеличивают амплитуду распределений v3 (pT) при pT≥2GeV/c и сдвигают их максимумы в область бòльших поперечных импульсов. Тем не менее, интегральный триангулярный поток слегка уменьшается. Распады резонансов способствуют выполнению т.н. NCQ-скейлинга для v3, тогда как струи являются основным источником нарушения скейлинга при энергиях LHC. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными коллаборациями ALICE, ATLAS и CMS. Исследовано влияние пространственной и динамической анизотропии на развитие 2-й и 3-й гармоник потока, и на колебания фемтоскопических радиусов. Анализ проводился с использованием модели HYDJET++. Результаты расчетов, выполненных с учётом лишь пространственной анизотропии, антикоррелируют с экспериментальными наблюдениями знака v2 (и v3) и колебаниями фемтоскопических радиусов в плоскостях v2 (и v3). Распад резонансов значительно увеличивает размер областей испускания частиц, но не меняет фазы колебаний радиусов. В отличие от пространственных деформаций, динамическая анизотропия дает правильное качественное описание потока и фемтоскопических наблюдаемых одновременно. Однако, для количественного описания данных необходимо присутствие обоих типов анизотропии. В современной литературе бытует точка зрения, что осцилляции в плоскости эллиптического потока обусловлены пространственными неоднородностями, а в плоскости триангулярного потока – динамической анизотропией. Наше исследование убедительно показывает, что в обоих случаях доминирует динамическая анизотропия, а пространственная анизотропия играет второстепенную роль. ● В модели QGSM исследовались распределения по множественности, быстроте и поперечному импульсу вторичных адронов в неупругих и недифракционных (NSD) рр-взаимодействиях при энергиях LHC. Получено хорошее согласие с имеющимися экспериментальными данными, сделаны предсказания для энергий 13 и 14 ТэВ. Проанализировано нарушение фейнмановского и KNO скейлинга при одновременном выполнении расширенного продольного скейлинга (extended longitudinal scaling) в распределении частиц. ● Исследована возможность регистрации χс-мезонов в соударениях протон-свинец при энергии в системе центра масс 8.16 ТэВ на пару нуклонов в условиях эксперимента CMS. Установлено, что эффективная реконструкция χс-мезонов и измерение их импульсных спектров могут быть проведены на основе измерения характеристик радиационного распада χс на J/ψ-мезон (распадающийся в дальнейшем на пару мюонов) и фотон (конвертирующийся в электрон-позитронную пару в трековом детекторе). ● Выполнена серия научно-методических исследований в связи с модернизацией торцевого (HE) калориметра установки CMS. Для контроля процесса по замене модулей торцевого калориметра на новые модули на основе кремниевых фотоумножителей SiPM был проведен полный набор данных с помощью системы транспортировки радиоактивного источника Co^60 внутри чувствительных элементов калориметра. Разработан, сконструирован и введен в эксплуатацию соединительный модуль для системы транспортировки радиоактивного источника. Осуществлен набор калибровочных данных для всех сегментов торцевого калориметра. Введена в эксплуатацию база данных откликов всех сегментов детектора за вычетом фона. ● Разработана система мониторинга качества данных, полученных в ходе калибровки с радиоактивным источником. Выполнен комплекс работ по полной калибровке переднего калориметра (HF) с помощью радиоактивного источника в ходе замены базовых элементов считывающей электроники низкого уровня переднего калориметра — зарядо-чувствительных усилителей (QIE). Осуществлена серия измерений с радиоактивным источником на тестовом стенде торцевого калориметра (HE) на канале H2 ускорителя SPS, с целью сравнения отклика детектора для фотоумножителей старого (HPD) и нового типа (SiPM), а также для оценки радиационных повреждений фотоумножителей нового типа (SiPM). Выполнено специальное методическое исследование температурного режима работы обновленного модуля считывающей электроники (RBX) баррельного (HB) калориметра CMS в качестве начального этапа подготовки его модернизации. Разработан и протестирован прототип блока высоковольтного питания кремниевых фотоуможителей (SiPM) торцевого (HE) калориметра, разработана, создана и введена в эксплуатацию система контроля и безопасности для крупномасштабного стенда тестирования модулей считывающей электроники калориметра. ● С помощью модернизированной для работы в условиях максимальной энергии и светимости системы мониторинга радиационных условий HF RADMON выполнен ряд специальных исследований, ориентированных на контроль радиационной деградации электроники калориметров установки под действием нейтронного излучения. Измерены потоки нейтронов в трех различных диапазонах спектра и асимметрия нейтронных полей в области передних калориметров. Получены данные по зависимости нейтронных полей от режимов столкновения пучков коллайдера. Система HF RADMON с модернизированными электроникой и программным обеспечением успешно использовалась в качестве дополнительного монитора светимости группы систем контроля пучковых условий BRIL вплоть до светимости 1.8•10^4 мкбн−1/с. ● Выполнена коррекция карты магнитного поля в областях коллиматоров протонных пучков. С помощью потоковых катушек проведены три измерения плотности магнитного потока в стальных блоках ярма магнита CMS. Измерения выполнены при стандартных снижениях тока магнита от максимального значения до нуля, что позволяет реконструировать плотность магнитного потока в ярме магнита CMS при каждом включении и выключении сверхпроводящего соленоида. Разница между расчётными и измеренными значениями плотности магнитного потока составляет, в среднем, (4.32±7.05)% в стальных блоках центральной части ярма магнита установки CMS и (–0.61±3.07)% в стальных блоках торцевых дисков ярма магнита. ● С 9 июня 2017 г. НИИЯФ МГУ официально является членом международного сотрудничества Future Circular Collider (FCC). В рамках этого сотрудничества проведено уточнение параметров магнитной системы для экспериментальной установки, планируемой на новом ускорителе встречных пучков протонов с энергией столкновения 100 ТэВ. Система включает в себя центральный сверхпроводящий соленоид с внутренним диаметром 10 м и центральной плотностью магнитного потока 4 Т и два соленоидальных магнита по краям центрального соленоида с центральной плотностью магнитного потока 3,2 Т каждый. ● Продолжены работы на модернизированном в 2015-16 годах теле-коммуникационном комплексе удалённого центра мониторинга (УЦМ). Коммуникационные и демонстрационные возможности УЦМ обеспечили проведение многосторонних научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций. Кроме собственно научных задач, УЦМ НИИЯФ МГУ продолжает использоваться в учебном процессе в порядке приобщения студентов и аспирантов МГУ к практическому участию в реальном современном эксперименте в области физики высоких энергий. ● С сентября 2017 года на УЦМ было проведено 53 удаленных дежурств (HCAL Offline и Central Computing). При этом в рамках HCAL Offline дежурств непрерывно на протяжении 7 недель адронный детектор установки CMS находится под удаленным операционным контролем дежурных из НИИЯФ МГУ. Кроме удаленных дежурств на модернизированном УЦМ сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2017 г. также приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений непосредственно на установке CMS в ЦЕРНе. Всего на установке CMS было проведено 64 дежурства: Shift Leader – 31, DCS – 17, DQM – 16. Тем самым, общее число центральных дежурств на установке CMS составило 117. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях в г.Москва (Россия), г.Нант (Франция), г.Амстердам (Нидерланды), г.Утрехт (Нидерланды), г.Варна (Болгария), г.Колумбари (о.Крит, Греция), г.Осло (Норвегия), г.Берген (Норвегия), г.Франкфурт (Германия), г.Берлин (Германия), г.Женева (Швейцария), г.Ухань (Китай), и г.Тегеран (Иран); всего 19 докладов. Также были представлены 6 докладов на научной конференции "Ломоносовские чтения - 2017" в МГУ. Кроме того, были прочитаны 5 лекций для студентов из России, Норвегии и других стран на международных школах по физике высоких энергий в Осло (май 2017), на о.Крит (август 2017) и в ЦЕРНе (ноябрь 2017). ● Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях и совещаниях в гг.Берген и Осло (Норвегия), г.Колумбари (о.Крит, Греция), г.Женева (Швейцария), г.Ухань (Китай); всего 11 докладов. Сотрудники ЛСВ ОЭФВЭ и Университета Осло также приняли участие в организации международной конференции в г.Колумбари (о.Крит, Греция): «International Conference on New Frontiers in Physics 2017» (ICNFP-2017, 17–26 августа 2017 г.) и международной конференции в г.Ярославль (Россия): The XXIII International Workshop «High Energy Physics and Quantum Field Theory» (26 июня–3 июля 2017 г.). В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также аспирант Физ.Фак-та МГУ Е.Назарова и студенты Физ.Фак-та МГУ О.Ахунов, А.Алкин К.Корнаков, А.Романова и Е.Пронина Защищена дипломная работа магистра: Е.Пронина — (Кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему: «Механизмы рождения тяжелых мезонов в ядро-ядерных взаимодействиях при энергиях Большого адронного коллайдера» Защищены дипломные работы бакалавра: О.Ахунов — (Кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему: «Мониторирование дозы ионизирующего излучения в области кварцевых волокон переднего калориметра установки CMS». Ю.Хнаева. — (Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет дружбы народов») на тему: «Исследование Бозе-Эйнштейновских корреляций тождественных каонов в соударениях тяжелых ионов на LHC» Основные публикации: [1] D.d'Enterria, А.M.Snigirev: «Triple parton scattering in high energy proton-proton collisions» Physical Review Letters 118 (2017) 122001 [2] P.Batyuk, I.Karpenko, R.Lednicky, L.Malinina, K.Mikhaylov, O.Rogachevsky and D.Wielanek: «Correlation femtoscopy study at energies available at the JINR Nuclotron-based Ion Collider Facility and the BNL Relativistic Heavy Ion Collider within a viscous hydrodynamic plus cascade model», Phys. Rev. C 96, no.2, 024911 (2017) [3] S.Acharya, B.Batyunya, K.Mikhailov, E.Rogochaya, L.Malinina [ALICE Collaboration]: «Kaon femtoscopy in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV», arXiv:1709.01731 [nucl-ex] − in press, PRC [4] L.V.Bravina, I.P.Lokhtin, L.V.Malinina, S.V.Petrushanko, A.M.Snigirev and E.E.Zabrodin: «Dynamical vs geometric anisotropy in relativistic heavy-ion collisions: which one prevails?», Eur.Phys.J. A 53, no.11, 219 (2017) DOI: http://dx.doi.org/10.1140/epja/i2017-12420-5 [5] Sergey Petrushanko, Andrei Alkin, Andrey Belyaev, Larisa Bravina, Gyulnara Eyyubova, Vladimir Korotkikh, Igor Lokhtin, Ludmila Malinina, Elizaveta Nazarova, Elizaveta Pronina, Georgij Ponimatkin, Alexandre Snigirev, Evgeny Zabrodin: «HYDJET++ model as a hot mixture of jets and hydrodynamics at ultra-relativistic heavy-ion collisions», Nuclear and Particle Physics Proceedings, Volumes 289–290, August–September 2017, Pages 381-384. DOI: 10.1016 /J.nuclphysbps.2017.05.088 [6] Грибушин А.М., Демьянов А.И., Ершов А.А., Каминский А.А., Луканин В.С., Пикалов В.А.: «Система мониторирования нейтронных полей в коллайдерных экспериментах», ПТЭ, Наука (М.), 2017, № 2, с. 14-21, DOI: 10.7868/S0032816217020057 [7] Crkovska. J., Bielcik J., Bravina L., Brusheim Johansson B.H., Zabrodin E., Eyyubova G., Korotkikh V.L.,Lokhtin I.P., Malinina L.V., Petrushanko S.V., Snigirev A.M.: «Influence of jets and decays of resonances on the triangular flow in ultrarelativistic heavy-ion collisions», Phys. Review C 95 (2017) 014910 [8] Klyukhin V.I., Amapane N., Ball A., Curé B., Gaddi A., Gerwig H., Mulders M., Hervé A., Loveless R.: «Flux Loop Measurements of the Magnetic Flux Density in the CMS Magnet Yoke», J. Supercond. Nov. Magn., vol. 30, no. 10, pp. 2977-2980, 2017, DOI: 10.1007/s10948-016-3634-8 [9] Klyukhin V.I., Hervé A., Ball A., Curé B., Dudarev A., Gaddi A., Gerwig H., Mentink M., Pais Da Silva H., Rolando G., Ten Kate H.H.J, Berriaud C.P.: «Superconducting Magnet with a Minimal Steel Yoke for the Future Circular Collider Detector», J. Supercond. Nov. Magn., vol. 30, no. 8, pp. 2309-2313, 2017, DOI: 10.1007/s10948-016-3660-6 [10] Mentink M., Pais Da Silva H.F., Dudarev A., Rolando G., Curé B., Gaddi A., Klyukhin V., Gerwig H., Wagner U., ten Kate H.: «Design of 4 Tm Forward Dipoles for the FCC-hh Detector Magnet System», IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 27, no. 4, p. 4500306, 2017, DOI: 10.1109/TASC.2017. 2658951 [11] Mentink M., Dudarev A., Pais Da Silva H.F., Bielert E., Klyukhin V., Curé B., Gerwig H., Gaddi A., Berriaud C., Wagner U., ten Kate H.H.J.: «Evolution of the Conceptual FCC-hh Baseline Detector Magnet Design», Presented at the FCC Week 2017, Berlin, Germany, 29 May-2 June 2017 [12] E.Zabrodin, L.Bravina, J.Bleibel: «Basic features of proton-proton interactions at ultra-relativistic energies and RFT-based quark-gluon string model», EPJ Web of Conferences, vol.164 (2017) 01005, DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201716401005 [13] L.Bravina, J.Bleibel, R.Emaus, E.Zabrodin: «Forward-backward multiplicity correlations in proton-proton collisions from several GeV to LHC energies», EPJ Web of Conferences, vol.164 (2017) 07015, DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201716407015
6 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: ● В 2018 г. физики НИИЯФ МГУ активно участвовали экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом коллайдере LHC в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого центра мониторинга эксперимента CMS (УЦМ) в НИИЯФ МГУ – а также поддержку компьютерного комплекса RDMS Tier2 в НИИЯФ МГУ. Кроме того, выполнены расчёты магнитной системы для нового протонного коллайдера с энергией столкновения 100 ТэВ. Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных. ● В ходе исследования процесса рождения псевдоскалярного бозона Хиггса в канале pp → bbA, A → μ+μ− на установке CMS при энергии ускорителя 8 ТэВ проведен поиск резонансов с распадом на μ+μ− в массовом диапазоне 12÷70 ГэВ, в сопровождении b-струи в центральной части детектора и дополнительной струи в интервале псевдобыстроты |η|< 0,5 при энергии протонов 8 ТэВ и 13 ТэВ (данные 2016 года). Поиск проходил в двух непересекающихся категориях событий. События первой категории имели b-струю в центральной части детектора с поперечным импульсом больше 30 ГэВ при отсутствии других струй с поперечным импульсом больше 30 ГэВ в интервале псевдобыстроты |η|< 2.4, но хотя бы с одной струёй в области 2,4<|η|< 4.7. Для второй категории требовалось, чтобы b-струя и вторая струя были в интервале |η|< 2.4, при этом в передней области струи с поперечным импульсом больше 30 ГэВ отсутствовали, а потерянная энергия была бы меньше 40 ГэВ. При энергии 8 ТэВ в интервале масс 26÷32 ГэВ отмечен избыток событий сравнительно с ожидаемым для Стандартной Модели с локальной значимостью 4.2σ и 2.9σ в первой и второй категориях соответственно. При энергии 13 ТэВ эффект выражен существенно слабее: избыток событий в интервале 26÷32 ГэВ с локальной значимостью 2σ для первой категории и слабый дефицит (–1.4σ) для второй категории. Получены оценки сечения данного процесса в измеренном фазовом объеме и верхние границы сечения для обeих энергий. ● Впервые в рамках факторизационного подхода выведена формула для вычисления сечения инклюзивного жесткого тройного партонного рассеяния в протон-ядерных столкновениях через сечения соответствующих одиночных партонных рассеяний, поперечный партонный профиль протона и распределение протонов в ядре. Это позволило вычислить инклюзивные сечения рождения чарма и боттома в протон-ядерных (p-Pb, p-Air) соударениях как функции энергии столкновения в системе центра масс через механизмы одиночного и тройного партон-партонных рассеяний. ● В качестве сигнала, указывающего на образование кварк-глюонной плазмы предлагается использовать угловую анизотропию разлета лептонных пар, которые образуются на границе плазмы в результате взаимодействия кварков с коллективным цветным полем, обеспечивающим их удержание. ● На основе модельного анализа данных эксперимента CMS исследован вклад различных механизмов подавления выхода B-мезонов в соударениях ионов свинца при энергии в системе центра масс 5.02 ТэВ на пару нуклонов. Показано, что экспериментально наблюдаемая слабая импульсная зависимость фактора подавления B-мезонов может быть воспроизведена моделью HYDJET++ при учете ядерного экранирования начальных партонных распределений и радиационных и столкновительных потерь энергии тяжелых кварков в горячей и плотной материи. При этом выявлено существенное различие в степени влияния эффектов начального и конечного состояний на подавление выхода легких и тяжелых адронов. ● Проведено исследование систематических ошибок при реконструкции событий и измерении характеристик многоструйных корреляций, проявляющихся в различных Монте-Карло моделях и в реальных рр взаимодействиях, зарегистрированных установкой CMS при энергии протонов 8 ТэВ на статистике 19.7 фб−1. ● Выполнен комплекс работ по калибровке адронного калориметра по азимутальной симметрии на данных 2018 года. Проведено сравнение полученных коэффициентов при использовании метода моментов и итерационного метода. Усредненные коэффициенты внесены в калибровочную базу данных. ● Проведена перекалибровка алгоритма реконструкции струй с использованием либо только калориметрических, либо калориметрических и трековых детекторов, на материале Монте-Карло событий применительно к геометрии 2017 и 2018 годов. ● Выполнен анализ азимутальных гармоник эллиптического потока в соударениях ионов свинца при энергии и 5.02 ТэВ на пару нуклонов с использованием метода «развёртки» (Unfolding) пособытийных распределений флуктуаций гармоник анизотропного потока без привлечения моделей начального состояния. Полученные результаты являются первым экспериментальным измерением флуктуаций, корректно учитывающем статистические и систематические ошибки наблюдаемых. Измерены параметры эллиптичности начального состояния области перекрытия ядер свинца Получены кумулянты 2, 4, 6 и 8 порядка и установлено, что асимметрия в распределении эллиптического потока может быть объяснена геометрией начального состояния, в частности асимметрией пространственного распределения эллиптичности, увеличивающейся с ростом периферичности столкновения. ● Проведено сравнение mT зависимости каонных радиусов, измеренных в PbPb соударениях при √(sNN)=5.02 TeV с данными гидро-кинетической модели iHKM для трех классов центральности, посчитанных в iHKM с двумя различными уравнениями состояния для кварк глюонной фазы и двумя соответствующим им температурами партикализации − перехода от гидродинамического описания к описанию в терминах частиц. Показано, что радиусы хорошо описываются расчетами при температуре 165 МэВ и уравнением состояния Лэйне-Шрёдера и хуже расчетами при температуре партикализации 156 МэВ и новым уравнением состояния коллаборации HotQCD. Измеренные фемтоскопические радиусы тождественных каонов описываюися iHKM с точностью лучше 5% для классов центральности 0÷5%, 20÷30% и 40÷50%, при этом только Rout радиусы для центральности 0÷5% на ~15% больше, чем полученные в iHKM. ● Свойства равновесной системы нуклонов при температурах порядка 20 МэВ изучались в рамках модели UrQMD. Для имитации бесконечной нуклонной среды использовалась модель ящика с периодическими граничными условиями. Изначально заданная неравновесной, система достигала теплового равновесия вследствие нуклон-нуклонных упругих перерассеяний. После установления равновесия вычислялись энергетические спектры нуклонов, уравнение состояния системы, флуктуации числа частиц и сдвиговая вязкость η. Результаты расчетов сравнивались с предсказаниями статистической механики и с предсказаниями кинетической модели Чепмена-Энскога для системы нуклонов с ненулевым несжимаемым объемом. ● Релаксация к равновесию горячей и плотной ядерной материи, возникающей в центральной зоне столкновений тяжёлых ионов при энергиях от 10 AGeV до 160 AGeV., изучалась с помощью двух микроскопических транспортных моделей, UrQMD и QGSM. Анализ выполнялся для центральной кубической ячейки объемом 125 fm^3. Чтобы проверить, насколько система близка к равновесию, множественности адронов и их энергетические спектры сравнивались со спектрами адронов, предсказываемыми статистической моделью идеального адронного газа. Для всех энергий было установлено, что ядерная материя приближалась к равновесному состоянию, которое длилась около 10÷20 fm/с. После этого тепловой контакт между адронами был потерян. Установлено, что уравнение состояния хорошо описывается линейной зависимостью P/ε=a=c_s^2, где квадрат скорости звука c_s^2 возрастает от 0.12 при E_{lab}=11.6 AGeV до 0.145 при E_{lab} = 160 AGeV. Эти результаты справедливы и для очень ранних времен эволюции файербола, когда материя находится в неравновесии. Вместе с адиабатическим характером расширения, линейная зависимость давления от плотности энергии говорит в пользу обоснованности применения гидродинамического описания на ранних стадиях столкновений тяжелых ионов. ● Основные особенности направленных и эллиптических потоков идентифицированных адронов рассматривались в столкновениях тяжелых ионов при энергиях коллайдера NICA в рамках двух транспортных моделей, UrQMD и QGSM. Обе модели указывают на изменение знака направленного потока протонов в центральной области быстрот при уменьшением энергии столкновения. Этот эффект обусловлен перерассеянием адронов в ядрах-спектаторах. Чтобы отличить эффект изменения потока, вызванного перерассеяниями, от изменения потока, вызванного образованием кварк-глюоной плазмы, необходимо сравнивать столкновения тяжелых ионов и легких ионов при одинаковых энергиях и центральностях. Как направленный, так и эллиптический потоки в центральной области быстрот формируются в пределах t=10-12 fm/c. Различия в развитии эллиптических потоков мезонов и барионов особенно заметны при высоких энергиях. Эти различия могут быть объяснены несходными условиями замораживания (freeze-out). Таким образом, для правильного понимания физической картины предлагается одновременное изучение коллективного потока частиц и их замораживания. ● В рамках Соглашения о сотрудничестве между МГУ и Университетом Осло были проведены следующие исследования: Изучено поведение фемтоскопических радиусов тождественных каонов в PbPb и pPb соударениях при √(sNN)=5.02 TeV и в pp соударениях при √(sNN)=13 TeV с использованием данных эксперимента ALICE на LHC. Показано, что во всех этих соударениях измеренный размер области соударения растет с ростом множественности. Для соударений с большой множественностью измеренные фемтоскопические радиусы убывают с ростом поперечного импульса пары частиц, демонстрируя таким образом коллективное поведение не только в PbPb, но и в pp и в pPb соударениях. При этом изменяется характер зависимости радиусов от поперечного импульса пары частиц для событий с маленькой множественностью в pp и pPb соударениях: они практически не меняют свое значение с ростом поперечного импульса. Рассмотрено влияние геометрической и динамической анизотропии на развитие гармоник анизотропного потока и, одновременно, на осцилляции второго и третьего порядков для фемтоскопических радиусов. Анализ был выполнен с помощью генератора событий HYDJET++. Показано, что чисто геометрическая анизотропия дает результаты, которые антикоррелируют с экспериментальными данными. Распады резонансов значительно увеличивают размер области испускания адронов, но не меняют фаз колебаний радиусов. В отличие от пространственной анизотропии, динамическая анизотропия обеспечивает правильное качественное описание потока и фемтоскопических наблюдаемых одновременно. Для количественного описания экспериментальных данных, однако, требуются учитывать оба типа анизотропии. С помощью модели кварк-глюонных струн QGSM изучались множественные корреляции адронов в передней и задней полусферах в неупругих протон-протонных взаимодействиях при энергиях в системе центра масс от 200 ГэВ до 13 TeV. Модель правильно описывает (i) почти линейную зависимость средней множественности частиц в одной полусфере от множественности частиц в другой полусфере; (ii) увеличение параметрa наклона b_{corr} с ростом энергии столкновения; (iii) быстрое уменьшение корреляций с увеличением "мертвой зоны" в центральной области быстрот; (iv) насыщение корреляций вперед-назад при очень высоких множественностях. Изучение подпроцессов на партонном уровне показывает, что свойства корреляций могут быть объяснены короткодействующими партонными корреляциями внутри одной струны и суперпозицией нескольких подпроцессов, идущих через обмены мягкими и жесткими Померонами с разной средней множественностью. Если количество Померонов в разыгранных событиях было фиксировано, корреляции вперед-назад не наблюдались. Предсказания были сделаны для полной энергии LHC √s =13 TeV. ● Завершен комплекс научно-методических работ по тестированию и первичной калибровке торцевых (HE) калориметров установки CMS в связи с их модернизацией посредством замены считывающих модулей на новые модули с кремниевыми фотоумножителями SiPM и обновленной электроникой. Разработана и реализована процедура одновременного тестирования калориметров с использованием двух радиоактивных источников Co60, позволившая за время остановки коллайдера осуществить их полное тестирование. Сконструированы и введены в эксплуатацию модернизированные системы транспортировки источников, разработано и успешно использовано программное обеспечение для управления процедурой транспортировки источников внутри калориметров, приема и записи откликов калориметра на радиоактивный источник и экспресс-анализа данных. ● Выполнен ряд работ и методических исследований, связанных с модернизацией калориметров установки CMS. Выполнена установка, тестирование и ввод в эксплуатацию полного комплекта считывающих модулей торцевого калориметра. Разработано программное обеспечение для контроля электрических параметров обновленной электроники. Разработано вспомогательное оборудование для контроля правильности подключения и параметров низковольтного питания калориметров, а также выполнено диагностическое исследование причин отказов электроники торцевого калориметра. ● С помощью системы мониторинга радиационных условий HF RADMON выполнен ряд исследований, ориентированных на контроль радиационной деградации активных элементов установки под действием нейтронного и ионизирующего излучения и на использование системы для дополнительного контроля светимости. Продолжены измерения нейтронных полей в области передних (HF) калориметров при различных режимах работы коллайдера. В лабораторных условиях проведены перекалибровка части нейтронных мониторов системы, дополнительные исследования их спектральной чувствительности, а также ремонтно-наладочные работы. Выполнены измерения нейтронных полей в областях установки, удаленных от передних калориметров. Впервые получены данные по дозам ионизирующих излучений в области ФЭУ передних калориметров и оценки эффективности первого слоя радиационной защиты. Исследована работа прототипов новых типов нейтронных детекторов, разработанных для функционального расширения системы RADMON. Модернизировано программное обеспечение, обеспечивающее передачу данных системы в общую базу данных систем BRIL контроля пучковых условий и светимости. ● С помощью 22 потоковых катушек проведены семь измерений плотности магнитного потока в стальных блоках ярма магнита CMS. Измерения выполнены при стандартных снижениях тока магнита от максимального значения 18,164 kA до нуля, что позволяет реконструировать плотность магнитного потока в блоках ярма магнита установки CMS при каждом включении и выключении сверхпроводящего соленоида. Разница между результатами моделирования и измеренными значениями плотности магнитного потока составляет, в среднем, 4,1% ±7,0% в стальных блоках центральной части ярма магнита CMS и –0,6% ±2,7% в стальных блоках торцевых дисков ярма магнита. ● С 2017 года НИИЯФ МГУ является членом международного сотрудничества Future Circular Collider (FCC). В рамках этого сотрудничества подготовлен Conceptual Design Report (CDR) экспериментальной установки, планируемой на новом ускорителе встречных пучков протонов с энергией столкновения 100 ТэВ. Для CDR написана глава о магнитной системе установки, включающей в себя центральный сверхпроводящий соленоид с внутренним диаметром 10 м и центральной плотностью магнитного потока 4 Т, и два соленоидальных магнита по краям центрального соленоида с центральной плотностью магнитного потока 3,2 Т каждый. ● Продолжены работы на модернизированном в 2015-16 годах теле-коммуникационном комплексе НИИЯФ МГУ – Удалённом центре мониторинга (УЦМ). Коммуникационные и демонстрационные возможности УЦМ использовались для проведения различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций. Кроме собственно научных задач, УЦМ НИИЯФ МГУ находит применение в учебном процессе в порядке приобщения студентов и аспирантов МГУ к практическому участию в реальном современном эксперименте в области физики высоких энергий. ● В августе-ноябре 2018 года на УЦМ было проведено 69 удаленных дежурств (HCAL Offline). При этом в рамках HCAL Offline дежурств непрерывно на протяжении 9 недель адронный детектор установки CMS находится под удаленным операционным контролем дежурных из НИИЯФ МГУ. Помимо удаленных дежурств на модернизированном УЦМ, сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2018 г. также приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений непосредственно на установке CMS в ЦЕРНе (Shift Leader, DCS, DQM). Впервые НИИЯФ МГУ принял участие в экспертных дежурствах HCAL DOC, проведя 42 дежурства. Общее число центральных дежурств на установке CMS, осуществленных нашими сотрудниками, составило 178. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях в г.Москва, г.Валдай и г.Дубна (Россия), г.Лиссабон (Португалия), г.Сан-Франциско (США), г.Сплит (Хорватия), г.Колумбари (Греция), г.Экс-ле-Бен (Франция), г.Анталия (Турция), г.Сеул (Корея) – всего 15 докладов. Представлены 2 доклада на научной конференции «Ломоносовские чтения−2018» в МГУ. Кроме того, прочитаны 4 лекции для студентов из России, Норвегии и других стран на международных школах по физике высоких энергий в г.Шейкампен (январь 2018), г.Дубна (август 2018) и г.Трускавец (октябрь 2018). Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях и совещаниях в г.Дубна (Россия), г.Колумбари (Греция), г.Шейкампен (Норвегия), г.Лиссабон (Португалия), г.Сеул (Корея) – всего 7 докладов. Представлены 4 доклада на научной конференции «Ломоносовские чтения−2018» в МГУ. Кроме того, прочитаны 5 лекций для студентов из России, Норвегии и других стран на международных школах по физике высоких энергий в г.Шейкампен (январь 2018), г.Дубна (август 2018) и г.Трускавец (октябрь 2018). В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также аспиранты Физ.Фак-та МГУ А.Алкин и Е.Назарова, студенты Физ.Фак-та МГУ О.Ахунов, К.Корнаков, А.Романова и А.Сидорова.. Защищена кандидатская диссертация по специальности 01.04.16: Е.Н. Назарова — (Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений, Физический факультет МГУ) на тему: «Признаки негауссовского распределения функции эллиптичности в ультрарелятивистских столкновениях тяжелых ионов» Защищена дипломная работа магистра: А.Алкин — (Кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему: «Особенности рождения адронных струй в ядро-ядерных и протон-протонных взаимодействиях при энергиях Большого адронного коллайдера» Защищена дипломная работа бакалавра: Ю.Хнаева. — (Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет дружбы народов») на тему: «Исследование Бозе-Эйнштейновских корреляций тождественных каонов в соударениях тяжелых ионов на LHC» Основные публикации: [1] The CMS Collaboration : «Search for resonances in the mass spectrum of muon pairs produced in association with b-quark jets in proton-proton collisions at √s =8 and 13 TeV» , arXiv:1808.01890 [hep-ex], accepted by JHEP [2] D.d'Enterria, А.M.Snigirev: «Triple-parton scattering in proton-nucleus collisions at high rnergies», Eur. Phys. J. C 78 (2018) 359. [3] V.V.Goloviznin, А.M.Snigirev, G.M.Zinovjev : «Anisotropy of thermal dileptons», JETP Letters , 107, 9 (2018) 527. [4] С.В.Образцов, О.Л.Кодолова, И.Н.Варданян, В.Б.Гаврилов, А.Н.Никитенко, Н.В.Личковская, М.Д.Томс : «Принципы работы алгоритма реконструкции струй с использованием калориметрических и трекерных детекторов при соударении частиц высокой энергии». Вестник Моск. Университета,. Сер. 3. Физ., Астр. 2018. № 3. С. 3. [5] The CMS collaboration : «Non-Gaussian elliptic-flow fluctuations in PbPb collisions at √sNN = 5.02 TeV», arXiv: 1711.05594 [nucl-ex], accepted by Phys.Lett.В. [6] L.Malinina for ALICE collaboration : «Femtoscopy with ALICE at the LHC», KnE Energy & Physics; The 3rd International Conference on Particle Physics and Astrophysics (ICPPA), v. 3, p.320 (2018) [7] L.Malinina for ALICE collaboration : «Azimuthally-differential pion femtoscopy relative to the third harmonic event plane in Pb-Pb collisions at sqrt(sNN) = 2.76 TeV», Physics Letters B, v. 785, p.320 (2018) [8] A.Motornenko, L.Bravina, M.I.Gorenstein, A.G.Magner, E.Zabrodin : «Nucleon matter equation of state, particle number fluctuations and share viscosity within UrQMD box calculations», Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, v. 45, p. 035101 (2018) [9] K.A.Bugaev, R.Emaus, V.V.Sagun, A.I.Ivanitskyi, L.V.Bravina, D.B.Blaschke, E.G.Nikonov, A.V. aranenko, E.E.Zabrodin : G.M. Zinoviev, «Evidence of the QCD tricritical endpoint existense at NICA-FAIR energies», KnE Energy & Physics, v. 2018, p.313 (2018) [10] L.V.Bravina, E.E.Zabrodin : «Relaxation to equilibrium in relativistic heavy ion collisions», EPJ Web of Conferences, v. 182, p. 02019 (2018) [11] M.Teslyk, E.E.Zabrodin, L.V.Bravina : «Unruh effect in heavy ion collisions», EPJ Web of Conferences, v. 182, p. 02124 (2018) [12] K.Bugaev, V.Sagun, A.Ivanitskyi, E.Nikonov, J.Cleymans, I.Mishustin, G.Zinoviev, L.Bravina, E.Zabrodin : «Separate freeze-out of strange particles and the quark-hadron phase transition», EPJ Web of Conferences, v. 182, p. 02057 (2018) [13] E.E.Zabrodin, L.V.Bravina : «Relaxation to equilibrium and EOS in ultra-relativistic heavy-ion collisions», EPJ Web of Conferences, v. 191, p. 05005 (2018) [14] L.V.Bravina, J.Bleibel, E.E.Zabrodin : «On the origin of forward-backward multiplicity correlations in pp collisions at ultrarelativistic energies», Physics Letters B, v. 787, p.146 (2018) [15] A.I.Ivanitskyi, K.A.Bugaev, V.V.Sagun, L.V.Bravina, E.E.Zabrodin : «Influence of flow constraints on the properties of the critical endpoint of symmetric nuclear matter», Physical Review C, v. 97, p. 064905 (2018) [16] K.A.Bugaev, R.Emaus, V.V.Sagun, A.I.Ivanitskyi, L.V.Bravina, D.B.Blaschke, E.G.Nikonov, A.V.Taranenko, E.E.Zabrodin, G.M.Zinoviev : «Threshold collision energy of the QCD phase diagram tricritical endpoint», Physics of Particles and Nuclei Letters, v. 15, p. 210 (2018) [17] L.V.Bravina, Yu.Kvasiuk, S.Yu.Sivoklokov, O.Vitiuk, E.E.Zabrodin : «Anisotropic (v1 and v2) flow in relativistic heavy-ion collisions at energies between 4 GeV and 200 GeV», EPJ Web of Conferences, v 191, p. 05004 (2018) [18] А.Gribushin, А.Kaminsky, S.Obraztsov & CMS collaboration : «Radioactive source calibration test of the CMS hadron endcap calorimeter test wedge with Phase I upgrade electronics», Journal of Instrumentation, 2017. Vol. 12, №12, P. 12034. DOI: 10.1088/1748-0221/12/12/P12034. [19] Ершов А.А., Грибушин А.М., Демьянов А.И., Каминский А.А.: «Измерение нейтронных полей и эффективности радиационной защиты и контроль светимости с помощью системы HF RADMON установки CMS», Физика элементарных частиц и атомного ядра, издательство ОИЯИ (Дубна), том 49, № 1, с. 42-45, DOI: https://doi.org/10.1134/S1063779618010082. [20] Klyukhin V.I., Curé B., Amapane N., Ball A., Gaddi A., Gerwig H., Mulders M., Hervé A., Loveless R.: «Using the Standard Linear Ramps of the CMS Superconducting Magnet for Measuring the Magnetic Flux Density in the Steel Flux-Return Yoke», IEEE Transactions on Magnetics, v. 55, no. 2, 2018, DOI: 10.1109/TMAG.2018.2868798. [21] Mentink M., Pais Da Silva H.F., Dudarev A., Bielert E., Klyukhin V., Curé B., Gerwig H., Gaddi A., Berriaud C., Wagner U., ten Kate H.H.J.: «Evolution of the Conceptual FCC-hh Baseline Detector Magnet Design», IEEE Trans. on Appl. Supercond., vol. 28, no. 2, p. 4002710, 2018, DOI: 10.1109/tasc.2017.2782708. [22] Bielert E., Berriaud C., Curé B., Dudarev A., Gaddi A., Gerwig H., Ilardi V., ten Kate H.H.J., Klyukhin V., Kulenkampff T., Mentink M., Pais Da Silva H.F., Wagner U.: «Design of the Optional Forward Superconducting Dipole Magnet for the FCC-hh Detector», IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 28, no. 4, p. 4500204, 2018, DOI: 10.1109/tasc.2018.2813535.
7 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: В 2019 году учёные НИИЯФ МГУ активно участвовали в экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, контроль статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого операционного центра (Remote Operational Center) экспериментов на LHC в НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). Кроме того, было выполнено уточнение параметров магнитной системы эксперимента CMS, а также магнитной системы для планируемого адронного коллайдера с энергией столкновения 100 ТэВ. Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных, а также различные теоретические и модельно-теоретические исследования, ориентированные как на интерпретацию данных современных экспериментов, так и на планирование будущих экспериментов (на коллайдере NICA, коллайдере FCC и др.). Получены следующие теоретические, экспериментальные и прикладные результаты: ● Предложены новые уравнения эволюции, учитывающие диффузию партонов по быстроте, в результате которой существенно замедляется рост структурных функций в области малых долей импульсов партонов и таким образом решается проблема унитарности, существующая в рамках стандартного коллинеарного подхода. ● Показано, что угловая анизотропия лептонных пар при столкновении тяжёлых ионов пр может быть использована для выделения вклада синхротронного излучения на фоне других известных источников фотонов и лептонных пар, образующихся в кварк-глюонной плазме за все время ее существования. ● Измерены дифференциальные сечения процесса Z → leptons + c-quark, dσ(pp → Z + c − jet + X)/dpТ (Z) и dσ(pp → Z + c − jet + X)/dpТ (c − jet) в ограниченном пространстве фазового объёма, по данным при энергии 13 ТэВ с интегральной светимостью 35.9 фб−1. ● Анализ измеренных пособытийных распределений флуктуаций азимутальных гармоник в PbPb соударениях при энергии 5.02 ТэВ показывает, что в периферических столкновениях флуктуации начального эксцентриситета обусловлены геометрическим фактором, а в центральных − случайным распределением источников энергии начального состояния. ● Изучение фемтоскопических корреляций заряженных пионов и каонов в pp соударениях при энергии 13 ТэВ с разделением событий по форме (сферичности) файербола показало, что «струеподобные» события (сферичность → 0), в отличие от сферических (сферичность → 1), содержат мини-струи и демонстрируют убывающую зависимость радиусов от поперечного импульса пары частиц. ● Показано, что в Au+Au соударениях при энергиях меньше 40 АGeV отношение сдвиговой вязкости к плотности энтропии достигает минимума, (η/s)min ≈ 0,3 в момент времени t ≈ 5 фм/с. Затем оно увеличивается. Этот рост сопровождается снижением температуры и химического потенциала странности, а также ростом бариохимического потенциала. ● Впервые проведена полная калибровка адронных струй в PbPb соударениях при энергии √sNN= 5.02 ТэВ, набранной на установке CMS в конце 2018 года, и в pp соударениях при энергии 5.02 ТэВ, набранной в 2017 году. Сходимость (closure) полученных коррекций находится в пределах 1% для струй с pТ > 30 ГэВ и |η| < 2.0. ● Введение дополнительных критериев отбора при поиске резонансов с распадом на μ+μ− в массовом диапазоне 12÷70 ГэВ, в сопровождении b-струи в центральной части детектора (|η| < 2.4) и дополнительной струи в интервале псевдобыстрот |η| < 5 при энергии 13 ТэВ (данные 2016 года) позволило улучшить соотношение сигнала и фона в полтора раза. ● Проведена дополнительная перекалибровка алгоритма реконструкции струй с использованием калориметрических и трековых детекторов, на материале Монте-Карло событий для геометрии 2016, 2017 и 2018 гг. ● Проведена калибровка отклика адронного калориметра по азимутальной симметрии с помощью метода моментов на данных 2016, 2017 и 2018 гг. с использованием оценки собственного шума детектора из локальных фотодиодных, лазерных и пьедестальных событий, собранных во время длительных остановок ускорителя. ● Проведены измерения фемтоскопических радиусов тождественных заряженных каонов на данных эксперимента ALICE для PbPb столкновений при √sNN=5.02 TeV. Показано, что радиусы тождественных пионов и каонов лучше всего описываются моделью iHKM при температуре 165 МэВ с уравнением состояния Лэйне-Шрёдер. ● Показано, что более сильная поляризация анти-лямбда гиперонов по сравнению с лямбда гиперонами в А+А соударениях при энергиях FAIR и NICA объясняется разными пространственно-временными условиями вымораживания (freeze-out) этих частиц. ● Показано, что различные модели фазового перехода при энергии ядро-ядерных взаимодействий 7.7-11.5 ГэВ/нн на планируемом коллайдере NICA имеют разную энергетическую зависимость для факториальных моментов распределения по множественности в интервалах по быстроте. ● Результаты, полученные в рамках сотрудничества НИИЯФ МГУ с Университетом Осло: Обнаружено, что различия в знаке направленного потока у протонов, пионов и каонов могут быть объяснены разными областями рождения различных адронов и влиянием спектаторов. Также изучено влияние жестких и мягких потенциалов среднего поля (mean-field potentials) на направленный поток. Модель HYDJET++, используемая для анализа столкновений PbPb при энергиях LHC, расширена для количественного описания флуктуаций анизотропного потока в отдельных событиях. Модельные расчеты хорошо согласуются с экспериментальными данными. В моделях UrQMD и QGSM было найдено, что расширение файербола происходит при постоянной энтропии на барион, a эффективное уравнение состояния описывается линейной зависимостью, P = aε, a ≈ const. Оба наблюдения подтверждают обоснованность применения гидродинамики на ранних, неравновесных стадиях столкновений тяжелых ионов. Впервые показано, что при энергиях LHC доминирующим механизмом корреляций средней множественности частиц, испущенных в переднюю и в заднюю полусферу области соударений пучков тяжелых ионов (корреляции «вперед-назад»), является рождение и фрагментация кварк-глюонных струй. Исследование неоднородностей химического вымораживания адронов в модели резонансно-адронного газа указывает, что трикритическую точку фазовой диаграммы КХД лучше всего искать в соударениях тяжелых ионов с энергией около 9 ГэВ, доступных для коллайдера NICA. ● Выполнен комплекс научно-методических работ по тестированию с помощью радиоактивного источника центральных калориметров установки CMS, включавший модернизацию самой системы тестирования, выявление и устранение различных неисправностей и первичную калибровку центрального калориметра. ● Продолжены работы по исследованию радиационных полей на установке CMS с помощью системы HF RADMON, включавшие завершение и анализ экспериментальной информации по интенсивности дозы на первых двух этапах работы коллайдера, а также методические исследования, направленные на развитие нейтронной и дозиметрической составляющих системы для работы в условиях большой светимости. ● Выполнена серия измерений плотности магнитного потока в стальных блоках ярма магнита CMS. Полученные результаты согласуются с откорректированными более ранними результатами магнитных измерений, выполненных при быстром сбросе тока магнита CMS с нескольких стационарных значений до нуля. ● Описание магнитной системы для эксперимента на планируемом адронном киллайдере FCC-hh, включающей центральный сверхпроводящий соленоид диаметром 10 м с плотностью магнитного потока 4 Т и два соленоидальных магнита по краям центрального соленоида с плотностью магнитного потока 3,2 Т каждый опубликовано в Conceptual Design Report (CDR) в рамках международного сотрудничества Future Circular Collider (FCC). ● Продолжены поддержка и эксплуатация на теле-коммуникационного комплекса НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). Коммуникационные и демонстрационные возможности ROC-MSU использовались для проведения различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций. Кроме собственно научных задач, ROC-MSU находит применение в учебном процессе в порядке приобщения студентов и аспирантов МГУ к практическому участию в реальном современном эксперименте в области физики высоких энергий. ● Сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2019 г. приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений непосредственно на установке CMS в ЦЕРНе (DCS, DQM). Общее число центральных дежурств на установке CMS, осуществленных нашими сотрудниками, составило 45. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях в г. Москва, г. Дубна и г. Сочи (Россия), г. Стамбул (Турция), г. Ухань (Китай), г. Кёсег (Венгрия), г. Берген и г. Осло (Норвегия), г. Колумбари (Греция), г. Бари (Италия) – всего 29 докладов. Представлен 1 доклад на научной конференции «Ломоносовские чтения - 2019» в МГУ. Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях и совещаниях в г. Сочи (Россия), г. Ухань (Китай), г. Кёсег (Венгрия), г. Берген и г. Осло (Норвегия), г. Колумбари (Греция), г. Бари (Италия) – всего 23 доклада. Представлен 1 доклад на научной конференции «Ломоносовские чтения - 2019» в МГУ. В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также студенты Физ.Фак-та МГУ О.Ахунов, А.Чернышёв, А.Романова, А.Сидорова, М.Черемнова и Г.Романенко. Защищена дипломная работа магистра: О.Д.Ахунов — (Кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему: «Радиационная деградация переднего калориметра под действием ионизирующей компоненты радиационных полей на установке CMS (LHC, CERN)» Защищены дипломные работы бакалавра: А.Сидорова — (кафедра физики космоса, Физический факультет МГУ) на тему: «Коллективные эффекты в рождении адронов и тяжелых кварков в соударениях тяжелых ионов при энергиях Большого адронного коллайдера» Г.Романенко — (кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений, Физический факультет МГУ) на тему: «Фемтоскопический анализ корреляций тождественных каонов в PbPb соударениях при √sNN = 5.02 ТэВ, измеренных в эксперименте ALICE на LHC» А.В.Романова — (Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений, Физический факультет МГУ) на тему: «Калибровка нейтронных мониторов системы HF RADMON установки CMS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе» Основные публикации: [1] The CMS Collaboration: «Calibration of the CMS hadron calorimeters using proton-proton collision data at √s = 13 TeV», arXiv:1910.00079, submitted to JINST [2] А.M.Snigirev, G.M.Zinovjev : «Exploring the origin of small-x saturation in the collinear approach», Physical Review D 100, N9 (2019) 094008. [3] D.d'Enterria, А.M.Snigirev: «Charm, bottom, and quarkonia cross sections for double and triple-parton scatterings in high-energy proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions», PoS 345 (2019) 132. [4] V.V.Goloviznin, A.V.Nikolskii, А.M.Snigirev, G.M.Zinovjev: «Probing confinement by direct photons and dileptons», Eur. Phys. J A 55, N8 (2019) 142. [5] V.V.Goloviznin, A.V. Nikolskii, А.M.Snigirev, G.M.Zinovjev: «Synchrotron radiation as a probe of confinement and QGP », PoS 345 (2019) 175. [6] K.Mikhaylov, P.Batyuk, O.Kodolova, L.Malinina, G.Nigmatkulov and G.Romanenko: «Correlation femtoscopy at NICA energies», EPJ Web Conf. 222, 02004 (2019). [7] S.Acharya, L.Malinina et al. (ALICE Collaboration) :«One-dimensional charged kaon femtoscopy in p-Pb collisions at √s NN = 5.02 TeV», Phys. Rev. C 100, no.2, 024002 (2019) [8] S.Acharya, L.Malinina, et al. (ALICE Collaboration): ``«Event-shape and multiplicity dependence of freeze-out radii in pp collisions at sqrt{s} = 7 TeV», JHEP 1909, 108 (2019) [9] Larissa Bravina, Yurii Kvasiuk, Sergey Sivoklokov, Oleksandr Vitiuk, Evgeny Zabrodin: «Directed Flow in Microscopic Models in Relativistic A+A Collisions», MDPI-Universe, vol. 5, № 3, p. 69 DOI: 10.3390/universe5030069 [10] Bravina L.V., Kvasiuk Y., Sachenko D., Sivoklokov S.Y., Vitiuk O., Zabrodin E.E.: «Directed flow and freeze-out in relativistic heavy-ion collisions at NICA and FAIR energies» Proceedings of Science CORFU2018, vol 347, p. 171 DOI: 10.22323/1.347.0171 [11] Petrushanko S., Bravina L., Eyyubova G., Korotkikh V., Lokhtin I., Malinina L., Nazarova E., Sidorova A., Snigirev A., Zabrodin E.: «HYDJET++ model for the ultra-relativistic heavy-ion collisions: new results and developments», Proceedings of Science, 340 (ICHEP2018), 443-1-443-3 (2019). [12] Bugaev Kyrill A., Ivanytskyi Aleksei I., Sagun Violetta V., Grinyuk Boris E., Savchenko Denis O., Zinovjev Gennady M., Nikonov Edward G., Bravina Larissa V., Zabrodin Evgeny E., Blaschke David B., Taranenko Arkadiy V., Ludwik Turko: «Hard-Core Radius of Nucleons within the Induced Surface Tension Approach», MDPI-Universe, vol 5, № 2, p. 63 DOI: 10.3390/universe5020063 [13] Zabrodin E.E., Bravina L.V., Lokhtin I.P., Malinina L.V., Petrushanko S.V., Snigirev A.M.: «Influence of Spatial and Dynamical Anisotropies on Flow and Femtoscopy Radii in Relativistic Heavy-Ion Collisions at LHC Energies», Proceedings, vol 13, № 1, p. 3 DOI: 10.3390/proceedings2019013003 [14] Zabrodin E., Bravina L., Eyyubova G., Lokhtin I., Malinina L., Petrushanko S., Snigirev A.: «Interplay between hard and soft processes in HYDJET++ model», Proceedings of Science - PoS (High-pT 2017), vol 320, p. 040 DOI: 10.22323/1.320.0040 [15] Bugaev K.A., Ivanitskyi A.I., Sagun V.V., Grinyuk B.E., Savchenko D.O., Zinovjev G.M., Nikonov E.G., Bravina L.V., Zabrodin E.E., Blaschke D.B., Kabana S., Taranenko A.V.: «Possible signals of two QCD phase transitions at NICA-FAIR energies», EPJ Web of Conferences, vol 204, p. 03001 DOI: 10.1051/epjconf/201920403001 [16] Bugaev K.A., Grinyuk B.E., Ivanytskyi A.I., Sagun V.V., Savchenko D.O., Zinovjev G.M., Nikonov E.G., Bravina L.V., Zabrodin E.E., Blaschke D.B., Kabana S., Taranenko A.V.: «On separate chemical freeze-outs of hadrons and light (anti)nuclei in high energy nuclear collisions», Journal of Physics: Conference Series, vol.1390, № 1, p.012038 (2019), DOI: 10.1088/1742-6596/1390/1/012038 [17] Zabrodin and E.E., Bravina L.V.: «Why the hydrodynamics is valid at early stage of heavy-ion collisions?», Journal of Physics: Conference Series, vol.1390, № 1, p.012019 (2019), DOI: 10.1088/1742-6596/1390/1/012019 [18] V.Klyukhin, B.Curé, N.Amapane et al.: «Using the Standard Linear Ramps of the CMS Superconducting Magnet for Measuring the Magnetic Flux Density in the Steel Flux-Return Yoke», IEEE Transactions on Magnetics. (2019) Vol. 55, no.2, p.8300504. DOI: 10.1109/tmag.2018.2868798 [19] «FCC-hh: The Hadron Collider.Future Circular Collider Conceptual Design Report Volume 3» // E. Boos, A. Chernoded, L. Dudko et al. // The European Physical Journal Special Topics. 2019. Vol. 228, no.3. p. 755–1107. DOI: 10.1140/epjst/e2019-900087-0;
8 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: В 2020 году учёные НИИЯФ МГУ активно участвовали в экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, контроль статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого операционного центра (Remote Operational Center) экспериментов на LHC в НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных, а также различные теоретические и модельно-теоретические исследования, ориентированные как на интерпретацию экспериментальных данных, так и на планирование будущих экспериментов (на коллайдерах NICA, FAIR и др.). В ходе выполнения НИР по теме 3.3 «Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях при высоких энергиях» получены следующие теоретические, экспериментальные и прикладные результаты: ● Показано, что в Au+Au соударениях при энергиях NICA отношение сдвиговой вязкости к плотности энтропии достигает минимума, (η/s)min ≈ 0,3 в момент времени t ≈ 5 фм/с, а затем увеличивается со снижением температуры и химического потенциала странности, а также ростом бариохимического потенциала. Получены парциальные вклады нунлонного и пионного корреляторов в сдвиговую вязкость. ● В моделях UrQMD и QGSM найдено, что расширение файербола происходит при постоянной энтропии на барион, a эффективное уравнение состояния описывается линейной зависимостью, P = aε, a ≈ const. Оба наблюдения подтверждают обоснованность применения гидродинамики на ранних, неравновесных стадиях столкновений тяжелых ионов. ● Исследование неоднородностей химического вымораживания (freeze-out) адронов в модели UrQMD позволило понять ряд особенностей в образовании направленного потока нуклонов и пионов, а также объяснить разницу в поляризации Λ и анти-Λ гиперонов в соударениях тяжелых ионов при энергиях комплекса NICA. ● Изучение нормированных факториальных моментов распределений множественности в интервалах по быстроте применительно к эксперименту MPD проведено путём анализа столкновений Au-Au для энергий √sNN=7.7 ГэВ и 11.5 ГэВ с использованием Монте-Карло генераторов HYDJET++, UrQMD и vHLLE+UrQMD. ● Рассмотрено влияние типа фазового перехода (первого рода или кроссовер) на фемтоскопические радиусы тождественных пионов и каонов для соударений тяжелых ионов при энергиях NICA и BES RHIC. Отмечено завышение радиусов и выполаживание зависимости от поперечного импульса пары для фазового перехода первого рода. ● В колинеарном приближении установлено, что увеличение двухпартонных плотностей за счет расщепления ветвей партонного каскада отчасти компенсируется диффузией партонов по быстроте в области малых долей их импульсов. ● Исследование эллиптического потока v2 при малых и больших значениях поперечного импульса pT частиц в соударениях PbPb при 5.02 TeV с помощью модели HYDJET++ показало, что при высоких pT существенен вклад анизотропии частиц от адронизации струй, направление которых не скоррелировано с начальной геометрией столкновения . ● Проведена настройка параметров модели HYDJET++ и исследованы корреляции средней множественности частиц, испущенных в переднюю и в заднюю полусферу области соударений пучков тяжелых ионов (корреляции «вперед-назад») в соударениях тяжелых ионов Установлено, что при энергиях NICA корреляции «вперед-назад» значительно слабее, чем при энергиях коллайдера LHC ● Проведена модернизация генераторов событий HYDJET и PYQUEN и их интерфейсов в программном обеспечении эксперимента CMS ● Выполнено измерение и сравнение с различными Монте-Карло генераторами угловых и импульсных распределений в многоструйных событиях и событиях Z+струи в рр взаимодействиях при энергии столкновений 8 и 13 ТэВ ● Дифференциальные сечения Z-бозона, рожденного в ассоциации со струей, инициированной очарованным кварком, как функция pT Z-бозона и pT с-струи впервые измерены в pp-столкновениях при √s = 13 ТэВ. Измеренное сечение составляет 405,4 ± 5,6 (стат) ± 23,5 (эксп) ± 8,1 (теор) пб. ● Изучены фемтоскопические корреляции заряженных пионов и каонов в pp соударениях при энергии 13 TeV с учетом сферичности файербола на основе экспериментальных данных эксперимента ALICE. Показано что для сферичного файербола зависимость от поперечного импульса пары выполаживается. ● Проведен фемтоскопический анализ корреляций заряженных каонов в соударениях тяжелых ионов при энергии 5.02 ТэВ на основе экспериментальных данных эксперимента ALICE. Установлено нарушение скейлинга пионов и каонов, которое хорошо описывается гидро-кинетическими моделями с включением адронного каскада. ● Для рассчёта поляризации адронов использован эффект тепловой завихрённости в микроскопической транспортной модели. Показано, что более сильная поляризация анти-Λ гиперонов по сравнению с Λ гиперонами в АА соударениях при энергиях FAIR и NICA объясняется разными пространственно-временными условиями вымораживания этих частиц. ● Проведена полная калибровка калориметрических адронных струй в PbPb соударениях при энергии √sNN = 5.02 ТэВ, набранной на установке CMS в конце 2018 года, и в pp соударениях при энергии 5.02 ТэВ, набранной в 2017 году. Сходимость (closure) полученных коррекций находится в пределах 1% для струй с pТ > 30 ГэВ и |η| < 3.0. ● Проведена дополнительная коррекция отклика струй по псевдобыстроте для алгоритма реконструкции струй с учётом различия модели и реального детектора, с использованием уточнённых калибровочных коэффициентов калориметра и улучшенного алгоритма восстановления треков частиц для пере-реконструированных событий. ● Модернизировано программное обеспечение в рамках перехода группы CMS по физике тяжелых ионов на новый формат входных данных (MiniAOD). Код анализа приведен к современным стандартам и поддерживает многопоточные вычисления. Существенно увеличена скорость работы кода. ● Проведена адаптация системы мониторинга адронного калориметра с помощью локальных фотодиодных, лазерных и пьедестальных событий, собранных во время длительных остановок ускорителя, для следующего запуска ускорителя. ● Получены экспериментальные оценки деградации светочувствительных элементов переднего калориметра по данным тестирования и калибровки калориметров установки CMS с помощью радиоактивных источников. ● Измерена асимметрия нейтронных полей в области размещения фотоэлектронных умножителей переднего калориметра установки CMS на основании данных системы HF RADMON. Исследованы перспективы использования нейтронных мониторов системы HF RADMON при больших загрузках в условиях максимальной светимости. ● Выполнены научно-методические исследования в рамках работ по созданию люминометра нового типа. Рассчитаны предполагаемые загрузки люминометра в передней части установки CMS и подготовлены механика, электроника и программное обеспечение стенда для тестирования прототипов люминометра. ● Разработаны системы высоковольтного и низковольтного питания мелкоячеистого калориметра (HGCAL) и подготовлена база калибровочных и оперативно-технических данных его каналов. ● Начата подготовка к завершению проекта модернизации системы мониторинга магнитного поля CMS в 2021 году: определена конфигурация электроники считывания и опробовано новое программное обеспечение системы сбора данных. ● В рамках проекта WLCG проведён сравнительный анализ ресурсов, предоставляемых компьютерными сайтами для обработки задач LHC. Выявлены проблемные сайты и устранены обнаруженные недостатки. ● Результаты, полученные в рамках сотрудничества НИИЯФ МГУ с Университетом Осло: Методы машинного обучения использованы для классификация уравнения состояния в столкновениях тяжелых ионов при энергиях комплекса NICA. Надежность классификации в пособытийном анализе составила 90% и выше, в зависимости от машинного алгоритма, а также числа событий и времени, использованных для программного обучения. Предложено модифицированное уравнение состояния адронной материи с учётом индуцированного поверхностного натяжения и натяжения кривизны. Уравнение выходит за рамки приближения Ван-дер-Ваальса для потенциала взаимодействия твердых сфер. Обнаружена сжимаемость одно- и двухкомпонентной адронных смесей для двух- и трехмерного случаев. В рамках усовершенствованной модели адронного резонансного газа проведен анализ множественности адронов и легких (анти) ядер по данным коллабораций ALICE и STAR. Найдено, что при энергии ALICE легкие ядра замораживаются раньше адронов при температуре T = 175,1 + 2,3−3,9 МэВ, а при энергии STAR происходит одновременное вымораживание адронов и ядер при температуре T = 167,2 ± 3,9 МэВ. ● Продолжены поддержка и модернизация теле-коммуникационного комплекса НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). В 2020 г. коммуникационные и демонстрационные возможности центра использовались для проведения различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций, а также для организации учебного процесса в онлайн-формате. ● Сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2020 году приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений на установке CMS в ЦЕРНе непосредственно (DCS, DQM), а также в онлайн-режиме. Общее число центральных дежурств на установке CMS составило 45, причём 3 из этих дежурств (DQM) впервые были проведены в онлайн-формате в связи с ограничением количества участников рабочей команды дежурных из-за пандемии коронавируса. Опыт этих дежурств, позволит существенно повысить подготовку сотрудников НИИЯФ МГУ и эксперимента CMS к началу работы ускорителя LHC для сбора физических данных в 2021-22 годах. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях как на реальных мероприятиях, так и в онлайн-формате, в гг. Москва, Дубна, Протвино и Новосибирск (Россия), Прага (Чехия), Скейкампен/Спаатинд (Норвегия), Колумбари (Греция) – всего 18 докладов. Также представлены 4 доклада на научной конференции «Ломоносовские чтения 2020» в МГУ. Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях, совещаниях и семинарах, в том числе в онлайн-формате, в гг. Берген, Скайкампен и Осло (Норвегия), в г. Колумбари (Греция), в гг. Дубна и Москва (Россия) – всего 11 докладов. Сотрудники ЛСВ ОЭФВЭ и Университета Осло также приняли участие в организации международной школы: Oslo Winter School «Standard Model, Quantum Chromodynamics, Heavy Ion Collisions 2020» (Skeikampen, Norway, 2–12 января 2020). В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также студенты Физ.Фак-та МГУ: А.Чернышёв, А.Романова, А.Сидорова, М.Черемнова и Г.Романенко. Защищена дипломная работа бакалавра: М.Черемнова — (Kафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений, Физический факультет МГУ) на тему: «Изучение характеристик плотной среды с помощью факториальных моментов распределения по множественности во взаимодействиях тяжелых ионов при энергиях 7.7-11.5 ГэВ на пару нуклонов» Основные публикации: [1] M.Teslyk, L.Bravina, O.Panova, O.Vitiuk, E.Zabrodin: «Shear viscosity in microscopic calculations of A+A collisions at energies available at the Nuclotron-based Ion Collider Acility (NICA)», Physical Review C, vol. 101 (2020) 014904; DOI: 10.1103/PhysRevC.101.014904 [2] E.Zabrodin, M.Teslyk, O.Vitiuk, L.Bravina: «Calculation of shear viscosity in Au+Au collisions at NICA energies», Physica Scripta, vol. 95, No. 7 (2020) 074009; DOI: 10.1088/1402-4896/ab9035/ [3] L.V.Bravina and E.E.Zabrodin: «Emergent hydrodynamics in microscopic modeling of early stage of relativistic heavy-ion collisions», European Physical Journal A – Topical Issues, “Theory of Hot Matter and Relativistic Heavy Ion Collisions (THOR)», vol.56, No.10 (2020) 253; DOI: 10.1140/epja/s10050-020-00265-y [4] L.Bravina, O.Panova, O.Vitiuk, E.Zabrodin, H.Stoecker: «The Spatial Subseparation of Strangeness from Antistrangeness in Heavy-Ion Collisions at Energies of FAIR and NICA», Proceedings of Strangeness 2019, Springer Proceedings in Physics, vol.250 (2020) 215; DOI: 10.1007/978-3-030-53448-6_32 [5] Gribushin A., Kaminskiy A., Obraztsov S., CMS Collaboration: «Measurements with silicon photomultipliers of dose-rate effects in the radiation damage of plastic scintillator tiles in the CMS hadron endcap calorimeter», Journal of Instrumentation, 2020, т.15, № 06, с.P06009 [6] O.Vitiuk, L.Bravina, E.Zabrodin: «Is different Λ and anti-Λ polarization caused by different spatio-temporal freeze-out picture?», Physics Letters B, vol. 803 (2020) 135298; DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135298 [7] O.Vitiuk, L.Bravina, E.Zabrodin, A.Sorin, O.Teryaev: «Vorticity and Lambda/anti-Lambda polarization in heavy-ion collisions at FAIR and NICA energies», Proceedings of Strangeness 2019, Springer Proceedings in Physics, vol. 250 (2020) 429; 10.1007/978-3-030-53448-6_67 [8] Yu.Kvasiuk, E.Zabrodin, L.Bravina, I.Didur, M.Frolov: «Classification of equation of state in relativistic heavy-ion collisions using deep learning», Journal of High Energy Physics (JHEP), vol. 07 (2020) 133; DOI: 10.1007/JHEP07(2020)133 [9] The CMS Collaboration: «Calibration of the CMS hadron calorimeters using proton-proton collision data at √s = 13 TeV», JINST 15 (2020) P05002, DOI: 10.1088/1748-0221/15/05/P05002 [10] Sergey Petrushanko (for the CMS Collaboration): «Soft probes in heavy ion collisions with CMS», Proceedings of Science, Volume 390 (ICHEP2020) 561, https://pos.sissa.it/390/561/ [11] A.V.Belyaev, L.V.Bravina, A.S.Chernyshov, G.Kh.Eyyubova, V.L.Korotkikh, I.P.Lokhtin, L.V.Malinina, S.V.Petrushanko, A.M.Snigirev and E.E.Zabrodin: «12 years of HYDJET++ generator: history and the latest results», J.Phys.: Conf.Ser. 1690 (2020) 012117, DOI: 10.1088/1742-6596/1690/1/012117 [12] G.Nigmatkulov, P.Batyuk, Y.Khyzhniak, O.Kodolova, L.Malinina and K.Mikhaylov: «Measurements of the like-sign pion and kaon femtoscopic correlations at NICA energies» J.Phys.: Conf.Ser. 1690 (2020) 012132, DOI: 10.1088/1742-6596/1690/1/012132 [13] B.Batyunya, L.Malinina, K.Mikhaylov, E.Rogochaya, G.Romanenko and K.Werner: «Identical pion and kaon femtoscopy in EPOS-3 with and without the hadronic afterburner UrQMD», J.Phys.: Conf.Ser. 1690 (2020) 012102, DOI: 10.1 088/1742-6596/1690/1/012102 [14] E.Zabrodin, M.Teslyk, O.Vitiuk and L.Bravina: «Shear viscosity of nucleons and pions in heavy-ion collisions at energies of NICA», J.Phys.: Conf.Ser. 1690 (2020) 012107, DOI: 10.1088/1742-6596/1690/1/012106
9 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: В 2021 году учёные НИИЯФ МГУ активно участвовали в экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, контроль статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого операционного центра (Remote Operational Center) экспериментов на LHC в НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных, а также различные теоретические и модельно-теоретические исследования, ориентированные как на интерпретацию данных современных экспериментов, так и на планирование будущих экспериментов (на коллайдере NICA и др.). В ходе выполнения НИР по теме «Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях при высоких энергиях» получены следующие теоретические, экспериментальные и прикладные результаты: ● Показано, что в Au+Au соударениях при энергиях NICA отношение сдвиговой вязкости к плотности энтропии достигает минимума, (η/s)min ≈ 0.3 в момент времени t ≈ 5 фм/с, а затем увеличивается со снижением температуры и химического потенциала странности, а также ростом бариохимического потенциала. Получены парциальные вклады нуклонного и пионного корреляторов в сдвиговую вязкость. ● Исследование пространственно-временных неоднородностей химического вымораживания (freeze-out) адронов в модели UrQMD позволило понять ряд особенностей в образовании направленного потока нуклонов и пионов, а также объяснить разницу в поляризации Λ и анти-Λ гиперонов в соударениях тяжелых ионов при энергиях комплекса NICA. ● По просьбе коллабораций HADES и STAR сделаны предсказания для поляризаций Λ и анти-Λ гиперонов в столкновениях Au+Au и Ag+Ag при энергиях меньше √sNN = 4 ГэВ и с учетом экспериментальных кинематических ограничений. Полученные результаты оказались наиболее близки к экспериментальным данным среди всех использованных моделей. ● Изучение нормированных факториальных моментов распределений множественности в интервалах по быстроте применительно к эксперименту MPD проведено путём анализа столкновений Au-Au для энергий √sNN=7.7 ГэВ и 11.5 ГэВ с использованием Монте-Карло генераторов HYDJET++, UrQMD и vHLLE+UrQMD. Показано, что разница между типами фазового перехода наблюдается и для реконструированных событий. Начата работа по восстановлению значения моментов на уровне генератора с использование реконструированных значений и метода регуляризации. ● С помощью Монте-Карло исследованы экспериментальные возможности измерения фемтоскопических радиусов тождественных пионов для соударений тяжелых ионов при энергиях NICA на детекторе MPD. Отмечена возможность корректировки измеренных значений радиусов на эффекты импульсного разрешения и неправильной идентификации частиц, при этом отмечена необходимость тонкой подстройки процедуры проведения треков для улучшения двухтрекового разрешения TPC MPD. ● Показано, что возможно применение кварк-глюонного дискриминатора на основе машинного обучения для разделения кварковых и глюонных струй в соударениях тяжелых ионов при энергии LHC 5.02 ТэВ на пару нуклонов. Подобраны переменные, характеризующие адронные струи и их тип, которые подходят для машинного обучения. Изучены свойства переменных в зависимости от центральности соударения и наличия эффекта гашения струй. Получены оценки эффективности разделения кварковых и глюонных струй при работе с данными, смоделированными с помощью Монте-Карло генераторов HYDJET и PYQUEN. ● Выделены наиболее яркие характеристики многопартонных функций распределения, которые проявляются в поведении сечениий адрон-адроных взаимодействий. ● Исследование эллиптического потока v2 при малых и больших значениях поперечного импульса pT частиц в соударениях PbPb при 5.02 TeV с помощью модели HYDJET++ показало, что при высоких pT существенен вклад анизотропии частиц от адронизации струй, направление которых не скоррелировано с начальной геометрией столкновения. ● Показано, что эллиптический поток в релятивистских столкновениях тяжелых ионов слабо зависит от пособытийных (event-by-event) флуктуаций, за исключением очень центральных столкновений 0–2%, тогда как триангулярный поток в основном определяется этими флуктуациями. ● Для очень центральных ион-ионных столкновений предсказан скейлинг зависимости величины гармоник анизотропного потока от атомного номера сталкивающихся ядер: vn ∝ A−1/3. ● В рамках модели HYDJET++ на основе метода быстротных функций баланса изучены корреляции разноименно заряженных частиц в соударениях тяжелых ионов при энергии LHC 2.76 ТэВ на пару нуклонов и энергии NICA 7.7 ГэВ на пару нуклонов. Показано, что ширина функции баланса для наиболее центральных соударений тяжелых ионов при энергии LHC в модели HYDJET++ близка к экспериментальным данным. ● Исследован и оптимизирован для текущего математического описания детекторных систем эксперимента MPD на коллайдере NICA метод идентификации заряженных частиц, основанный на комбинации определения энерговыделения в детекторе TPC и восстановления по времени пролета массы в детекторе TOF. Проведена реконструкция фемтоскопических корреляционных функций и трехмерных радиусов области испускания пионов для смоделированных соударений ионов висмута при энергии 9 ГэВ на пару нуклонов. ● Проведена модернизация генератора событий HYDJET++ и его интерфейса в программном обеспечении эксперимента CMS. ● Выполнено измерение и сравнение с различными Монте-Карло генераторами угловых и импульсных распределений в многоструйных событиях и событиях Z+струи в рр взаимодействиях при энергии столкновений 8 и 13 ТэВ. Показано, что разница между предсказаниями модели и данными может быть частично объяснена влиянием фоновых процессов. Статья подготовлена к одобрению коллаборации для публикации в журнале EPJC. ● Дифференциальные сечения Z-бозона, рожденного в ассоциации со струей, инициированной очарованным кварком, измерены как функция pT Z-бозона и pT с-струи впервые измерены в pp-столкновениях при √s = 13 ТэВ. Измеренное сечение составляет 405,4 ± 5,6 (stst) ± 23,5 (exp) ± 8,1 (theor) пб. Статья подготовлена к одобрению коллаборации для публикации в журнале JHEP. ● Начато исследование рождения димюонов малой массы (10-70 ГэВ), рожденных в сопровождении b-струй при энергии 13 ТэВ на данных 2017-2018 гг, прошедших реконструкцию с оптимизированными калибровками детектора и алгоритмов реконструкции. Проведено сравнение спектров масс димюонов в данных и Монте-Карло вне сигнальной области с использованием нового алгоритма идентификации b-струй. ● Начат экспериментальный поиск кандидата в темную материю в рамках Inert Doublet Model на данных с энергией 13 ТэВ, собранных в 2016-2018 гг. Было проведено исследование на генераторном уровне в апертуре установки CMS и определены распределения, чувствительные к модели. ● Закончено изучение фемтоскопические корреляции заряженных пионов и каонов в pp соударениях при энергии 13 TeV с учетом сферичности файербола на основе экспериментальных данных эксперимента ALICE. Исследованы причины разной зависимости от поперечного импульса пары для событий без вклада мини-струй и «струеподобных». ● На основании фемтоскопического анализа корреляций заряженных каонов в соударениях тяжелых ионов при энергии 5.02 ТэВ с использованием экспериментальных данных эксперимента ALICE впервые извлечено время максимальной эмиссии каонов в широком диапазоне центральностей. Показано, что оно хорошо описывается гидро-кинетическими моделями с включением адронного каскада. ● Проведена дополнительная коррекция отклика струй по псевдобыстроте для алгоритма реконструкции струй с учётом различия модели и реального детектора, с использованием уточнённых калибровочных коэффициентов калориметра и улучшенного алгоритма восстановления треков частиц для пере-реконструированных событий. Исследованы систематические погрешности восстановленной энергии струй, а также исследована зависимость энергетического разрешения струй от поперечного импульса струй в данных и Монте-Карло событиях. Разница в разрешении будет введена как дополнительный коррекционный фактор. ● Впервые коллаборацией CMS было наблюдено рождение трех J/psi мезонов через механизм тройного партонного рассения в протон-протонных соударениях при энергии 13 ТэВ на основе предложения, сделанного сотрудником НИИЯФ МГУ Снигиревым совместно с d'Enterria (CERN). ● Проведена адаптация системы мониторинга адронного калориметра с помощью локальных фотодиодных, лазерных и пьедестальных событий, собранных во время длительных остановок ускорителя, для следующего запуска ускорителя. ● Выполнен комплекс ремонтно-наладочных, калибровочных и монтажных работ по подготовке расширенной версии системы мониторирования нейтронных полей HF RADMON на установке CMS к работе в третьем сеансе коллайдера. ● Завершена обработка данных по нейтронным полям, полученных во втором сеансе работы коллайдера и выполнено их сравнение с модельно-теоретическими расчетами. ● Разработана и защищена концепция модернизации системы мониторирования нейтронных полей на втором этапе развития установки CMS. ● Проведено сравнительное тестирование на пучках ускорителя SPS различных вариантов элементов кварц-волоконного (QFL) люминометра, выполнены расчеты его загрузок и отклика при эксплуатации на установке CMS. ● Разработаны и апробированы электроника, механика и программное обеспечение стенда тестирования элементов мелкоячеистого (HGCAL) калориметра установки CMS в процессе его изготовления и сборки, а также программное обеспечение технической базы данных калориметра. ● Завершенa модернизация системы мониторирования магнитного поля установки CMS, установлена электроника считывания и опробовано новое программное обеспечение системы сбора данных. ● Результаты, полученные в рамках сотрудничества НИИЯФ МГУ с Университетом Осло: Получена аналитическая формула, которая точно учитывает лоренцовское сжатие исключенного объема двух релятивистских адронов с несжимаемым ядром. Выведено уравнение состояния для частиц больцмановского типа с релятивистскими исключенными объемами в терминах давления системы и коэффициентов натяжения ее поверхности и кривизны. Изучено поведение эффективных исключенных объемов легких барионов и мезонов при очень высоких температурах, плотностях числа частиц и очень больших значениях факторов вырождения. Показано, что полученное уравнение состояния является обобщением термодинамического подхода, примененного к сжатым жестким сферам Лоренца, в рамках большого канонического распределения. Разработанная модель адронного резонансного газа с многокомпонентным отталкиванием жесткого ядра использовалась для описания множественности легких ядерных кластеров, включая гипертритон, измеренный коллаборацией STAR. Получено улучшенное согласие с данными для адронных и легких ядерных кластеров, измеренными STAR при энергии столкновения √sNN = 200 ГэВ и ALICE при √sNN = 2.76 ТэВ. В рамках обобщенной термической модели изучалась возможность образования гипотетического состояния, состоящего из шести кварков, в столкновениях тяжелых ионов на коллайдере LHC. Исследование имеет большое значение для поиска шестикварковых состояний, рассматриваемых в качестве кандидата на темную материю, в коллайдерных экспериментах. ● Продолжены поддержка и эксплуатация телекоммуникационного комплекса НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). В 2021 г. коммуникационные и демонстрационные возможности центра использовались для проведения различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций, а также для организации учебного процесса в онлайн-формате. ● Сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2021 году приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений на установке CMS в ЦЕРНе непосредственно (DCS), также в онлайн-режиме (DQM). Общее число центральных дежурств на установке CMS составило 43, причём 24 из этих дежурств были проведены в онлайн-формате на Удалённом операционном центре экспериментов на LHC (ROC-MSU) в связи с ограничением количества участников рабочей команды дежурных из-за пандемии коронавируса. Также в 2021 г. возможности центра ROC-MSU использовались для проведения различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний, а также в образовательных целях для студентов и школьников. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях как на реальных мероприятиях, так и в онлайн-формате, в г. Москва, г. Дубна, (Россия), г. Гамбург (Германия), г. Колумбари и г. Корфу (Греция), г. Бодрум (Турция), г. Аптон (США) – всего 16 докладов. Также представлены 3 доклада на научной конференции «Ломоносовские чтения - 2021» в МГУ и 1 доклад на Научной сессии к 75-летию НИИЯФ МГУ. ● Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях, совещаниях и семинарах, в том числе в онлайн-формате, в гг. Колумбари и Корфу (Греция), в Брукхэйвене (США) и в Гамбурге (ФРГ), а также на онлайн-школе Университета «Дубна» (Россия) – всего 10 докладов. Сотрудники ЛСВ ОЭФВЭ и Университета Осло также приняли участиe в организации десятой международной конференции International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP’2021) в г. Колумбари (Крит, Греция) в качестве сопредседателя конференции и члена Оргкомитета. В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также студенты Физ.Фак-та МГУ А.Чернышoв, М.Черемнова и аспирант Физ.Фак-та МГУ Г.Романенко. Защищена дипломная работа бакалавра: А.Чернышов – (кафедра физики космоса) на тему: «Механизмы быстротных корреляций заряженных частиц в релятивистских соударениях тяжелых ионов» Основные публикации: [1] CMS Collaboration, «Measurements of angular distance and momentum ratio distributions in three-jet and Z+two-jet final states in pp collisions», Eur.Phys. J. C81 (2021) 852, 10.1140/epjc/s10052-021-09570-2 [2] CMS Collaboration, «Measurements of differential cross-section of Z-bosons produced in association with charm jets in pp collisions at √s=13 TeV», JHEP 04 (2021) 109, DOI: 10.1007/JHEP04(2021)109 [3] O.Kodolova, M.Cheremnova, I.Lokhtin, A.Chernyshov, L.Malinina, K.Mikhaylov, P.Batyuk, G.Nigmatkulov, «Factorial Moments in the NICA/MPD Experiment», Physics of Particles and Nuclei, 52, pages 658–662 (2021) [4] E.Zabrodin, L. Bravina, M.Teslyk, O.Vitiuk, «Early thermalization and shear viscosity to entropy ratio in heavy-ion collisions at energies of BES, FAIR and NICA», Nuclear Physics A, vol. 1005 (2021) 121861; DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2020.121861 [5] G.Eyyubova, V.Korotkikh, A.Snigirev, E.Zabrodin, «Eccentricities, fluctuations and A-dependence of elliptic and triangular flows in heavy-ion collisions», Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, vol. 48, No.9 (2021) 095101; DOI: 10.1088/1361-6471/ac1079 [6] L.V.Bravina, G.Kh.Eyyubova, V.L.Korotkikh, I.P.Lokhtin, S.VPetrushanko, A.M.Snigirev, E.E.Zabrodin, «Jets and elliptic flow correlations at low and high transverse momenta in ultrarelativistic A+A collisions», Physical Review C, vol. 103, No.3 (2021) 034905; DOI: 10.1103/physrevc.103.034905 [7] Y.V.Kravchenko, Y.V.Khizhniak, L.V.Bravina, G.A.Nigmatkulov, Yu.M.Sinyukov, E.E.Zabrodin, «Space-time structure of the pion emission in central Au+Au collision at RHIC energies», Physica Scripta, vol. 96, No.10 (2021) 104002; DOI: 10.1088/1402-4896/ac0c55 [8] L.V.Bravina, K.A.Bugaev, O.Vitiuk, E.E.Zabrodin: «Transport model approach to Λ and anti-Λ polarization in heavy-ion collisions», Symmetry, vol. 13, No.10 (2021) 1852; DOI: 10.3390/sym13101852 [9] K.A.Bugaev, N.S.Yakovenko, P.V.Oliinik, E.G.Nikonov, D.B.Blaschke, L.V.Bravina, E.E.Zabrodin, «Induced surface curvature tensions equation of state of hadrons with relativistic excluded volumes and its relation to morphological thermodynamics», Physica Scripta, vol. 96, No.12 (2021) 125302; DOI: 10.1088/1402-4896/ac183e [10] O.V.Vitiuk, K.A.Bugaev, E.S.Zherebtsova, D.B.Blaschke, L.V.Bravina, E.E.Zabrodin,G.M.Zinovjev, «Resolving the hyper-triton yield description puzzle in high energy nuclear collisions», European Physical Journal A, vol. 57, No.2 (2021) 74; DOI: 10.1140/epja/s10050-021-00370-6 [11] D.Blaschke, L.Bravina, K.Bugaev, G.R.Farrar, B.Grinyuk, O.Ivanitskyi, S.Kabana, S.V.Kuleshov, I.K.Potashnikova, V.Sagun, A.Taranenko, O.Vitiuk, E.Zabrodin, X.-M.Zhang, D.-C.Zhou «Thermal production of sexaquarks in heavy-ion collisions», International Journal of Modern Physics A, vol. 36, No.25 (2021) 2141005; DOI: 10.1142/s0217751x21410050 [12] С.В.Петрушанко, «Физика тяжелых ионов на установке “Компактный мюонный соленоид” (CMS) на Большом адронном коллайдере (LHC)», Ядерная физика, том 84, №1 (2021) с. 17-19. DOI http://dx.doi.org/10.31857/S0044002721010153 [13] S.V.Petrushanko, «Heavy-Ion Physics with the Compact Muon Solenoid (CMS) Detector at the Large Hadron Collider (LHC)», Physics of Atomic Nuclei, 84 (2021) pages 34–36. DOI http://dx.doi.org/10.1134/S1063778821010154 [14] Sergey Petrushanko, «Soft probes, heavy flavour and quarkonia production in heavy-ion collisions with CMS», Proceedings of Science, Volume 390 (ICHEP2020) (2021) p. 561. DOI http://dx.doi.org/10.22323/1.390.0561 [15] Sergey Petrushanko, «CMS Results on Heavy Ion Physics», в сборнике Particle Physics at the Year of 150th Anniversary of the Mendeleev's Periodic Table of Chemical Elements, WORLD SCIENTIFIC, (2021) p. 366-369. DOI http://dx.doi.org/10.1142/9789811233913_0067 [16] CMS Collaboration: «Observation of triple J/psi meson production in proton-proton collisions at √s =13TeV», arXiv 2111.05370 [hep-exp], submitted to Nature Physics [17] G.M.Zinovjev, A.M.Snigirev: «Multiparton distribution functions in quantum chromodynamics», Physics-Uspekhi 64 (2021) 357 [18] Г.M.Зиновьев, А.М.Снигирев: «Многопартонные функции распределения в квантовой хромодинамике», Успехи физических наук, т. 191. N4 (2021) 372 [19] Klyukhin V. «Design and description of the CMS magnetic system model» // Symmetry (2021) Vol. 13, no. 6. p. 1052. [20] Klyukhin V. «Influence of the High Granularity Calorimeter Stainless Steel Absorbers onto the CMS Solenoid Inner Magnetic Field» // Presented at the 7th International Conference on Superconductivity and Magnetism (ICSM2021), Bodrum, Turkey, October 21-27, 2021.
10 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: В 2022 году учёные НИИЯФ МГУ активно участвовали в экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию и эксплуатацию в третьем сеансе работы коллайдера подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, контроль статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого операционного центра (Remote Operational Center) экспериментов на LHC в НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных, а также различные теоретические и модельно-теоретические исследования, ориентированные как на интерпретацию данных современных экспериментов, так и на планирование будущих экспериментов (на коллайдере NICA и др.). В ходе выполнения НИР по теме «Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях при высоких энергиях» получены следующие теоретические, экспериментальные и прикладные результаты: ● Продолжено исследование сдвиговой вязкости в Au+Au соударениях при энергиях коллайдера NICA. Парциальные вязкости определялась как для отдельных видов адронов, так и для нуклонов и мезонов через соответствующие корреляторы взаимодействий в рамках формализма Грина-Кубо. Было найдено, что уменьшение энергии налетающего пучка Elab с 40 АГэВ до 10 АГэВ приводит к увеличению сдвиговой вязкости барионов, сопровождаемому уменьшением сдвиговой вязкости мезонов. Показано, что отношение полной сдвиговой вязкости к плотности энтропии также уменьшается. ● По просьбе коллабораций HADES и STAR сделаны предсказания для поляризаций Λ и анти-Λ гиперонов в столкновениях Au+Au и Ag+Ag при энергиях меньше √sNN = 4 ГэВ и с учетом экспериментальных кинематических ограничений. Полученные результаты оказались наиболее близки к экспериментальным данным среди всех использованных моделей. ● Изучение нормированных факториальных моментов распределений множественности в интервалах по быстроте применительно к эксперименту MPD проведено путём анализа столкновений Au-Au для энергий √sNN=7.7 ГэВ и 11.5 ГэВ с использованием Монте-Карло генераторов vHLLE+UrQMD. Было показано, что использование переменной пседобыстрота частиц более предпочтительно, чем переменной быстрота частиц в связи с систематическими сдвигами из-за неправильной идентификации частиц. Была разработана процедура восстановления значений реконструированных факториальных моментов до уровня части с использованием метода регуляризации. ● Проведено исследование чувствительности фемтоскопических корреляционных функций пионов и каонов к типу фазового перехода во взаимодействиях тяжелых ионов на установке MPD (NICA) при энергии 7.7-11.5 ГэВ/NN с использованием Монте-Карло генераторов vHLLE+UrQMD и UrQMD. Изучено влияние детектора MPD на корреляционные радиусы и разработаны методы введения поправок на импульсное разрешение и на неэффективность идентификации, а также предложены критерии отбора пар треков для подавления двухтрековой неэффективности на реконструированых в MPD событиях для предполагаемого первого выведенного пучка NICA - ионов висмута при энергии 9 ГэВ на пару нуклонов . ● Показано, что возможно применение кварк-глюонного дискриминатора на основе машинного обучения для разделения кварковых и глюонных струй в соударениях тяжелых ионов при энергии LHC 5.02 ТэВ на пару нуклонов. Подобраны переменные, характеризующие адронные струи и их тип, которые подходят для машинного обучения. Изучены свойства переменных в зависимости от центральности соударения и наличия эффекта гашения струй. Получены оценки эффективности разделения кварковых и глюонных струй при работе с данными, смоделированными с помощью Монте-Карло генераторов HYDJET и PYQUEN. ● Выполнен анализ экспериментального распределения плотности частиц в зависимости от центральности столкновения ионов в широкой области энергий от RHIC до LHC. Показано, что в Монте-Карловской модели Глаубера скейлинг по числу т.н. «раненых» кварков выполняется при всех энергиях. Этот результат объясняется увеличением числа пар «раненых» кварков в поперечной плоскости с уменьшением прицельного параметра ионов при одинаковом числе рождённых частиц от пары «раненых» кварков. ● Исследование эллиптического потока v2 при малых и больших значениях поперечного импульса pT частиц в соударениях PbPb при 5.02 TeV с помощью модели HYDJET++ показало, что при высоких pT существенен вклад анизотропии частиц от адронизации струй, направление которых не скоррелировано с начальной геометрией столкновения. ● Проведено исследование зарядовых корреляций частиц методом быстротных и азимутальных функций баланса при энергиях коллайдера NICA с помощью моделей UrQMD, vHLLE и HYDJET+ и сравнение модельных расчетов с данными эксперимента STAR на коллайдере RHIC для соударений ионов золота при энергиях 7.7 и 11.5 ГэВ на пару нуклонов. Показано, что модели vHLLE и HYDJET++ воспроизводят ширину быстротной функции баланса в центральных соударениях, а модель UrQMD – в периферических соударениях; при этом ни одна из моделей не описывает экспериментально наблюдаемую зависимость ширины быстротной функции баланса от центральности ядро-ядерных взаимодействий, что может свидетельствовать о неучтенных механизмах зарядовых корреляций частиц в этих моделях. ● Разработан и встроен в программное обеспечение эксперимента MPD программный код для построения и корректировки на зарядовый дисбаланс и аксептанс эксперимента инклюзивных (все заряженные адроны) и парциальных (пион-пионых, каон-каонных и т.д.) функций баланса. ● Проведена модернизация генератора событий HYDJET_1.9 и интерфейса генератора событий HYDJET++ (HYDJET_2.4) в программном обеспечении эксперимента CMS для условий, ожидаемых в соударениях ионов свинца в третий периода работы LHC. ● Продолжено исследование рождения димюонов малой массы (10-70 ГэВ), рожденных в сопровождении b-струй при энергии 13 ТэВ на данных 2017-2018 гг, прошедших реконструкцию с оптимизированными калибровками детектора и алгоритмов реконструкции. Проведено сравнение выхода димюонов в разных категориях событий по сравнению с 2016 годом. Начата подготовка к представлению результатов 2017 года на одобрение коолаборации. ● Продолжен экспериментальный поиск кандидата в темную материю в рамках Inert Doublet Model на данных с энергией 13 ТэВ, собранных в 2016-2018 гг. Было проведено исследование реконструированных событий в сравнении с Монте-Карло событиями. Проводится уточнение категоризации событий. ● Начата работа по поиску заряженного бозона Хиггса pp → tH± с распадом H± → Wh, h → bb в рамках модели MSSM. Было проведено моделирование партонный состояний для сигнала и фона (ttjj) и пропущено через генератор элементарного взаимодействия для получения конечных частиц. ● Продолжено работа по поиску экзотического распада бозона Хиггса на пару легких псевдоскаляров с последующим распадом на два мюона и на два b-кварка (h→aa→2μ2b) в области масс псевдоскаляра 10-30 ГэВ. Было проведено сравнение результатов для двух радиусов струй ak4, ak8. Исследование статистики моделированных событий 2016 года показало чувствительность анализа к предсказаниям модели NMSSM. ● Проведено исследование фемтоскопическим корреляций заряженных пионов и каонов в pp соударениях при √s = 13 ТэВ с учетом сферичности соударения. Впервые для pp соударений применена процедура введения поправки на специальный корректирующий коэффициент, учитывающий различный Лоренц фактор для пионов и каонов. В результате наблюдено скейлинговое поведение одномерных фемтоскопических радиусов пионов и каонов по поперечной массе. Скейлинг по поперечной массе для одноменрых радиусов пионов и каонов после введения аналогичной поправки наблюдается во взаимодействий тяжелых ионов, где он обычно интерпретируется как следствие коллектмвного гидродинамического расширения системы. ● Получены новые результаты фемтоскопического анализа корреляций заряженных каонов в соударениях тяжелых ионов при энергии 5.02 ТэВ с использованием экспериментальных данных эксперимента ALICE. Из данных по зависимости от поперечной массы продольных радиусов каонов извлечено время максимальной эмиссии каонов. Впервые получена зависимомть этого времени от центральности в широком диапазоне центральностей. Показано убывание времени эмиссии с ростом переферичности соударений. Получено хорошее согласие этих результатов с предсказаниями гидрокинетической модели iHKM. ● В рамках модели HYDJET++ было проведено моделирование рождения частиц в соударениях Xe–Xe и Pb–Pb при энергиях LHC. Осуществлено сравнение результатов для эллиптического и триангулярного потоков частиц различных систем сталкивающихся ядер с экспериментальными данными, полученными на установке CMS, а также сделаны выводы о соответствии результатов исследования предсказаниям базовых теоретических моделей. ● Проведена калибровка калориметрических и JetPlusTrack струй для 3-его запуска БАК, и получена первая версия калибровочных кривых с помощью генераторных событий для 1, 2 и 3 калибровочных уровней для калориметрических струй и 1-ого уровня для JetPlusTrack струй. ● Проведены работы по созданию MiniAOD формата для JetPlusTrack струй. JetPlusTrack струи включены в MiniAOD, начиная с версии CMSSW_12_5_0. ● Проведена первая калибровка адронного калориметра с установкой азимутальной симметрии отклика с помощью метода моментов. Сравнение с итерационным методом, показало корреляцию между обоими методами измерения. На основе этих двух измерений были получены первые коэффициенты для нового запуска БАК. ● Проведена адаптация системы мониторинга адронного калориметра с помощью локальных фотодиодных, лазерных и пьедестальных событий, собранных во время длительных остановок ускорителя, для следующего запуска ускорителя. Были добавлены гистограммы для мониторинга калибровочного потока событий. Была переписана система скриптов для автоматического запуска данных в новом формате с помощью системы condor. ● Проведены ремонтно-наладочные работы и методические исследования детекторов GFPC-1 системы мониторирования нейтронных полей, направленные на использование системы при высокой светимости и разработку рекомендаций по совершенствованию системы на втором этапе модернизации установки CMS. Выполнены измерения нейтронных полей на установке CMS в новой конфигурации детекторов системы HF RADMON, в том числе впервые измерены потоки нейтронов на периферии установки ● Проведено детальное моделирование отклика окончательной версии нового кварцевого (QL) люминометра в реальной геометрии установки CMS. Выполнены экспериментальные исследования работы люминометра на пучках ускорителя SPS, включающие оптимизацию оптической части его конструкции и анализ работы при различных пучковых условиях. ● Выполнены методические исследования с прототипом источника питания и реальным модулем по изучению шумовых характеристик и оптимизации системы высоковольтного питания мелкоячеистого (HGCAL) калориметра. Разработана, апробирована и введена в эксплуатацию компьютерная программа, позволяющая осуществить иерархическую оптимизацию и распределение низковольтного питания мелкоячеистого (HGCAL) калориметра. ● Произведен расчет аксиальных электромагнитных сил, действующих на пластины из нержавеющей стали поглотителей частиц мелкоячеистого торцевого адронного калориметра HGCal, размещенного внутри сверхпроводящего соленоида установки CMS. ● Результаты, полученные в рамках сотрудничества НИИЯФ МГУ с Университетом Осло: Предложен совершенно новый метод исследования фазовой диаграммы сильно взаимодействующего вещества путем рассеяния двух встречных пучков на неподвижной мишени. Представлены результаты моделирования центральных тройных ядерных столкновений с помощью модели UrQMD 3.4 для энергий столкновения центра масс пучка √sNN = 2,76 ТэВ и √sNN = 200 ГэВ. Основным результатом моделирования является то, что даже при этих очень высоких энергиях столкновения начальные плотности барионного заряда примерно в 3 раза выше, чем в обычных двойных ядерных столкновениях. В результате сильно усиливаются выходы протонов и Λ-гиперонов. Среди других перспективных направлений можно рассмотреть низкоэнергетические столкновения трех ядер свинца, проходящих через промежуточную систему с электрическим зарядом 246 ед., что существенно превышает критическое значение 173 и, следовательно, может иметь решающее значение для изучения спонтанного излучения позитрон-электронных пар из вакуума. Таким образом, метод тройных ядерных столкновений позволит вывести исследования фазовой диаграммы КХД на новый уровень. Эффект Унру (Unruh) можно рассматривать как источник образования частиц для объяснения множественного рождения частиц в столкновениях адронов и тяжелых ионов при ультрарелятивистских энергиях. Полная энтропия, порождаемая эффектом Унру, рассчитывалась в рамках теории информации. В отличие от предыдущих исследований, расчеты велись для конечного времени существования неинерциальной системы отсчета. В этом случае образуется только конечное число частиц. Было получено аналитическое выражение для энтропии спектров излучаемых бозонов и фермионов. Изучались также его асимптотики, соответствующие предельным случаям малых и больших ускорений. ● Продолжены поддержка и эксплуатация телекоммуникационного комплекса НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). В 2022 г. коммуникационные и демонстрационные возможности центра использовались для проведения удалённых дежурств на установке CMS в ЦЕРНе, различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций, а также для организации учебного процесса в онлайн-формате. ● Сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2022 году приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений на установке CMS в ЦЕРНе непосредственно (DCS и Shift Leader), также в онлайн-режиме (DQM). Общее число центральных дежурств на установке CMS составило 77, причём 17 из этих дежурств были проведены в онлайн-формате на удалённом операционном центре экспериментов на LHC (ROC-MSU) в связи с ограничением количества участников рабочей команды дежурных из-за пандемии коронавируса. Кроме того, в 2022 г. возможности центра ROC-MSU использовались для проведения научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний, а также в образовательных целях для студентов и аспирантов. ● Полученные результаты докладывались на международных конференциях и совещаниях в г.Москва и г.Дубна (Россия), г.Колумбари (Греция), г.Женева (Швейцария) и г.Ставангер (Норвегия) – всего 14 докладов. Также представлены 3 доклада на научной конференции «Ломоносовские чтения 2022» в МГУ и 1 доклад на XXIII межвузовской молодежной научной школе-конференции имени Б.С.Ишханова (МГУ, г.Москва). На платформе Symmetry Webinar сотрудник лаборатории провел вебинар на тему “Beyond Standard Model”. Сотрудники лаборатории принимали участие в организации и состояли в Оргкомитетe конференции Nucleus-2022 (МГУ, г.Москва). Сотрудники лаборатории прочитали курсы лекций для студентов магистратуры Филиала МГУ в г.Саров, а также популярные лекции для школьников в рамках Фестиваля Науки 2022 в г.Саров. Сотрудник лаборатории в 2022 году исполнял обязанности заместителя председателя Конференционного комитета коллаборации CMS (CMS Conference Committee) и координировал участие коллаборации более чем в 50 конференциях. ● Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях, совещаниях и семинарах, в том числе в онлайн-формате, в г.Колумбари (Греция), в гг.Ставангер и Осло (Норвегия) и в г.Москва (Россия) – всего 7 докладов. Сотрудники ЛСВ ОЭФВЭ и Университета Осло также приняли участиe в организации международной конференции XI-th International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP’2022) в г.Колумбари (Крит, Греция) в качестве сопредседателя конференции и члена Оргкомитета. В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также студенты Физ.Фак-та МГУ А.Чернышoв, М.Черемнова, В.Корсунов, Д.Мягков и аспирант Физ.Фак-та МГУ Г.Романенко. Защищены дипломные работы магистра: М.Черемнова — (Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений) на тему: «Исследование возможности регистрации фазового перехода во взаимодействиях тяжелых ионов при энергиях 7.7-11.5 ГэВ методом факториальных моментов», науч. рук. О.Л.Кодолова; В.Корсунов — (Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений) на тему: «Поиск кандидата в темную материю в рамках инертной дуплетной модели на эксперименте CMS», науч. рук. О.Л.Кодолова. Основные публикации: [1] M.Cheremnova, A.Chernyshov, Y.Khyzhniak, O.Kodolova, V.Kuzmin, I.Lokhtin, L.Malinina, K.Mikhaylov, G.Nigmatkulov, «Particle multiplicity fluctuations and spatiotemporal properties of particle-emitting source of strongly interacting matter for NICA and RHIC energies», Symmetry, 14 (2022) 1316; DOI: 10.3390/sym14071316 [2] Teslyk M., Bravina L., Zabrodin E.: “Total and partial shear viscosity in heavy-ion collisions at energies of BES RHIC, FAIR and NICA”, Symmetry, vol. 14 (2022) 634; DOI: 10.3390/sym14040634 [3] L.V. Bravina, G.Kh. Eyyubova, V.L. Korotkikh, I.P. Lokhtin, S.V. Petrushanko, A.M. Snigirev, E.E. Zabrodin, «Nature of particles azimuthal anisotropy at low and high transverse momenta in ultrarelativistic A+A collisions», Physics Scripta, vol. 97 (2022) 064007; DOI: 10.1088/1402-4896/ac6f28 [4] O.V. Vitiuk, V.M. Pugatch, K.A. Bugaev, P.P. Panasyuk, N.S. Yakovenko, B.E. Grinyuk, E.S. Zherebtsova, M. Bleicher, L.V. Bravina, A.V. Taranenko, E.E. Zabrodin, «Triple high energy nuclear and hadron collisions - a new method to study QCD phase diagram at high baryonic densities», European Physical Journal A, vol. 58 (2022) 169; DOI: 10.1140/epja/s10050-022-00793-9 [5] O.V. Vitiuk, V.M. Pugatch, K.A. Bugaev, P.P. Panasyuk, N.S. Yakovenko, B.E. Grinyuk, E.S. Zherebtsova, M. Bleicher, L.V. Bravina, A.V. Taranenko, E.E. Zabrodin, «Triple nuclear collisions – a new method to explore the matter properties under new extreme conditions», European Physical Journal Web of Conferences, vol. 259 (2022) 13012; DOI: 10.1051/epjconf/202225913012 [6] M. Teslyk, O. Teslyk, L. Zadorozhna, L. Bravina, E. Zabrodin, “Unruh effect and information entropy approach”, Particles, vol. 5, No. 2 (2022) pp. 157-170; DOI: 10.3390/particles5020014 [7] J. Storek, J. Bielcik, L. Bravina, G. Eyyubova, V. Korotkikh, I. Lokhtin, S. Petrushanko, A. Snigirev, E. Zabrodin, “Simulations of charged hadron and charmed meson production in Pb+Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV with HYDJET++ generator”, Proceedings of the European Physical Society Conference on High Energy Physics -- PoS(EPS-HEP2021), vol. 398 (2022) 277; DOI: 1022323/1.398.0277 [8] CMS Collaboration, «The Phase-2 Upgrade of the CMS Beam Radiation Instrumentation and Luminosity Detectors. (Technical design report. CMS)», CERN-LHCC-2021-008; CMS-TDR-023 2021/09/10. [9] Петрушанко С.В.: «Heavy-ion physics at CMS», Вестник Московского университета. Серия 3: Физика, астрономия, № 2, с. 21 (2022). [10] Sergey Petrushankо «Heavy-Ion Physics at CMS», Moscow University Physics Bulletin, 77, № 2, с. 247-249 (2022) DOI http://dx.doi.org/10.3103/S0027134922020801 [11] Klyukhin V., Ball A., Bergsma F., Boterenbrood H., Curé B., Dattola D., Gaddi A., Gerwig H., Hervé A., Loveless R., Teafoe G., Wenman D., Zeuner W., Zimmerman J.: «The CMS magnetic field measuring and monitoring systems» // Symmetry. — 2022. — Vol. 14, no. 1. — P. 169, https://www.mdpi.com/2073-8994/14/1/169 . [12] Клюхин В. И. «Применение метода двойных интегралов магнитного поля в эксперименте CMS». Доклад, представленный на ежегодной научной конференции «Ломоносовские чтения», Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Москва, 2022. [13] Klyukhin V., for the CMS Collaboration : «Influence of the high granularity calorimeter stainless steel absorbers onto the Compact Muon Solenoid inner magnetic field» // SN Appl. Sci. 4, 235 (2022). https://doi.org/10.1007/s42452-022-05122-9 .
11 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа: В 2023 году учёные НИИЯФ МГУ активно участвовали в экспериментaх CMS (Compact Muon Solenoid) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Основные задачи включали: модернизацию и эксплуатацию в третьем сеансе работы коллайдера подсистем установки CMS; развитие алгоритмов реконструкции струй; мониторинг функционирования комплекса детекторов CMS, контроль статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализа – как в ЦЕРНе, так и на базе Удалённого операционного центра (Remote Operational Center) экспериментов на LHC в НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). Параллельно проводился методический и физический анализ экспериментальных данных, а также различные теоретические и модельно-теоретические исследования, ориентированные как на интерпретацию данных современных экспериментов, так и на планирование будущих экспериментов (на коллайдере NICA и др.). В ходе выполнения НИР по теме «Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях при высоких энергиях» получены следующие теоретические, экспериментальные и прикладные результаты: ● Были рассмотрены геометрические причины возникновения выстроенности у семейств адронов и фотонов, которая наблюдалась коллаборацией „Памир“ в эмульсионных экспериментах с космическими лучами. В рамках обсуждаемого подхода показано, что высокая степень выстроенности продуктов взаимодействия ядер мишени и космического излучения может быть следствием процедуры отбора наиболее энергичных кластеров частиц совместно с законом сохранения их поперечного импульса. Полученные результаты корректно описывают экспериментальные данные для трех энергетических центров, а также достаточно близки к измерениям в случае четырех и пяти кластеров, что свидетельствует об обнадеживающих перспективах предлагаемого метода объяснения выстроенности. ● Впервые коллаборацией CMS было наблюдено рождение трех J/psi мезонов через механизм тройных партонных рассеяний в протон-протонных соударениях при энергии 13 ТэВ на основе предложения, сделанного сотрудником НИИЯФ МГУ А.М.Снигирёвым совместно с d'Enterria (CERN). ● Было продолжено исследование сдвиговой вязкости в Au+Au соударениях при энергиях коллайдера NICA. Парциальные вязкости определялась как для отдельных видов адронов, так и для нуклонов и мезонов через соответствующие корреляторы взаимодействий в рамках формализма Грина-Кубо. Было найдено, что уменьшение энергии налетающего пучка Elab от 40 АГэВ до 10 АГэВ приводит к увеличению сдвиговой вязкости барионов, сопровождаемому уменьшением сдвиговой вязкости мезонов. Показано, что отношение полной сдвиговой вязкости к плотности энтропии также уменьшается. ● Начато исследование многочастичных корреляций методом факториальных моментов в рр взаимодействиях при энергии столкновений 13 ТэВ на установке CMS. была разработана процедура восстановления факториальных моментов до 5-ого порядка включительно. ● Показано, что возможно применение кварк-глюонного дискриминатора на основе машинного обучения для разделения кварковых и глюонных струй в соударениях тяжелых ионов при энергии LHC 5.02 ТэВ на пару нуклонов. Подобраны переменные, характеризующие адронные струи и их тип, которые подходят для машинного обучения. Изучены свойства переменных в зависимости от центральности соударения и наличия эффекта гашения струй. Получены оценки эффективности разделения кварковых и глюонных струй при работе с данными, смоделированными с помощью Монте-Карло генераторов HYDJET и PYQUEN. Была предложена процедура применения дискриминатора к данным. Работа опубликована в журнале «Вестник МГУ». ● Выполнен теоретический анализ флуктуаций начального эксцентриситета области перекрытия ядер для раненых нуклонов и кварков в зависимости от центральности столкновения при энергий LHC. Используется Монте-Карловская модель Глаубера для столкновения тяжёлых ионов. В педположении линейной зависимости эксцентриситета второго порядка и эллиптического потока, исследованы эксперименальные флуктуации эллиптического потока в столкновениях Pb+Pb при энергии √sNN=5.02 ТэВ для различных центральностей. Показано, что для центральностей c < 35% флуктуации эллиптического потока соответствуют флуктуациям эксцентриситета, вычисленного в модели раненых кварков. Для центральностей c > 35% обе модели (раненых кварков и нуклонов) удолетворительно описывают данные. ● В рамках модели HYDJET++ проанализированы и интерпретированы данные Большого адронного коллайдера о функции баланса зарядов в столкновениях Pb+Pb при энергии центра масс 2.76 ТэВ на пару нуклонов. Модель позволяет качественно воспроизвести экспериментально наблюдаемую центральную зависимость ширины функции баланса на относительно малых интервалах поперечных импульсов. Однако количественное описание функции баланса в этих интервалах предполагает существенную модификацию модели за счет включения точного сохранения заряда через канонический, а не большой канонический ансамбль. Впервые предложена процедура введения зарядовых корреляций в статистическую термическую модель без изменения остальных параметров модели. ● Исследована возможность реконструкции функций зарядового баланса в соударениях ионов висмута при энергии 9.2 ГэВ на пару нуклонов в условиях эксперимента MPD на коллайдере NICA. Показано, что разработанный алгоритм построения функций баланса позволяет достаточно точно восстанавливать быстротные и азимутальные ширины зарядовых корреляций инклюзивных и идентифицированных адронов и может быть применен в дальнейшем для анализа данных эксперимента MPD. Начата апробация разработанного алгоритма на данных эксперимента BM@N на Нуклотроне (взаимодействия ксенон-цезий при энергиях пучка ксенона 3.0 и 3.8 ГэВ на нуклон). ● Продолжено исследование рождения димюонов малой массы (10-70 ГэВ), рожденных в сопровождении b-струй при энергии 13 ТэВ на данных 2017-2018 гг, прошедших реконструкцию с оптимизированными калибровками детектора и алгоритмов реконструкции. Проведено сравнение выхода димюонов в разных категориях событий с данными 2016 года, а также сравнение выхода событий за пределами интервала масс 25-30 ГэВ в данных и в Монте-Карло для 2017 и 2018 гг. Результаты 2017 и 2018 годов подготовлены к представлению на одобрение коллаборации. ● Продолжен экспериментальный поиск кандидата в темную материю в рамках Inert Doublet Model на данных с энергией 13 ТэВ, собранных в 2016-2018 гг. Было проведено исследование реконструированных событий в сравнении с Монте-Карло событиями 2017 года. Проводится аналогичное сравнение данных и Монте-Карло для 2018 года. Была уточнена категоризация событий. ● Фемтоскопические корреляции разноименно заряженных каонов (K+K−) были изучены в столкновениях Pb-Pb при энергии в системе центра масс на одно нуклон-нуклонное столкновение √sNN = 2.76 ТэВ на установке ALICE на Большом адроном коллайдере ЦЕРН. Одномерные корреляционные функции K+K− анализировались в трех классах центральности и восьми интервалах по поперечному импульсу пары частиц. Использовалась модель взаимодействия Ледницкого и Любошица, включающая кулоновские взаимодействия между каонами в конечном состоянии и взаимодействие в конечном состоянии через a0 (980) и f0(980) резонансы. Масса и ширина f0(980) были извлечены из аппроксимации корреляционной функции K+K− с помощью фемтоскопической техники. Показано, что высота пика мезона φ(1020), присутствующего в корреляционной функции K+K−, быстро убывает с увеличением радиуса источника, качественно согласуясь с обратнo пропорциональной зависимостью от объема системы. ● Измерены фемтоскопические корреляционные функции K−p в пространстве относительных импульсов, полученных в pp-столкновениях при √s = 13 ТэВ, в p–Pb-столкновениях при √sNN = 5.02 ТэВ, и (полу)периферических столкновениях Pb–Pb при √sNN = 5.02 ТэВ. Размер излучающего источника, состоящего из ядра, связанного с корреляцией K+p, и гало от распада резонансов, варьируещегося для каждой пары частиц, в этих столкновениях изменяется от 1 до 2 фм. Разработан новый метод для определения весов конверсии ω для количественной оценки числа неупругих каналов в корреляционной функции. ● В рамках Монте-Карло модели HYDJET++ было проведено моделирование рождения частиц и расчёт коэффициентов азимутальной анизотропии в соударениях Xe–Xe при энергии √sNN = 5.44 ТэВ и Pb–Pb при √sNN = 5.02 ТэВ и 5.36 ТэВ, проведен сравнительный анализ с экспериментальными данными установки CMS. Кроме того, было проведено аналогичное моделирование для систем O–O при энергии √sNN = 6.8 ТэВ, которое на данный момент носит предсказательных характер. ● Была проведена калибровка адронного калориметра с установкой азимутальной симметрии отклика с помощью метода моментов на данных Run3 2023 года. Было проведено сравнение с итерационным методом, которое показало корреляцию между этими измерениями. На основе этих двух измерений были получены новые коэффициенты для адронного калориметра CMS. ● Была проведена обработка локальных фотодиодных, лазерных и пьедестальных событий, собранных во время длительных остановок ускорителя на адаптированной системе мониторинга адронного калориметра с помощью локальных фотодиодных, лазерных и пьедестальных событий. На основании обработки были отобраны события для калибровки адронного калориметра методом моментов. ● Продолжены научно-методические исследования с помощью системы HF RADMON (GFPC-1) мониторирования радиационных условий. Выполнены измерения потоков нейтронов в различных точках установки CMS при максимальной светимости коллайдера. Проведены анализ и сравнение результатов измерений во втором и третьем сеансах работы коллайдера с целью контроля изменений пучковых условий и оценок эффекта модернизации защиты. Выполнено сравнение результатов измерений с модельно-теоретическими расчетами. Проведена предварительная оценка эффективности моделирования радиационных полей пакетом программ FLUKA. На основании лабораторных исследований детекторов системы предложена их модернизация для использования в последующих сеансах измерений. ● Продолжены методические и технологические работы по созданию мелкоячеистого (HGCAL) калориметра установки CMS. Разработано программное обеспечение, предназначенное для организации и контроля процесса сборки базовых элементов (кассет) электромагнитной части калориметра. Интерактивный интерфейс программы позволяет контролировать порядок сборки, осуществлять пошаговую проверку корректности и последовательности операций и заполняет технологическую базу данных. В настоящее время программа внедрена и используется в полном объеме. ● Произведен расчет электромагнитных сил, действующих на пластины из нержавеющей стали торцевых поглотителей частиц высокогранулярного адронного калориметра HGCal, размещенного внутри сверхпроводящего соленоида установки CMS при плотности магнитного потока 3,81 Тл, в том числе сил, действующих на пластины вследствие возможных малых смещений и поворотов калориметра по отношению к оси соленоида. Разработанный ранее метод двойных интегралов магнитного поля использован для оценки деградации разрешения по импульсу заряженных частиц в трековых детекторах на установке FCC-hh для Будущего кольцевого коллайдера для двух вариантов магнитной системы установки. ● Результаты, полученные в рамках сотрудничества НИИЯФ МГУ с Университетом Осло: Оценена энтропия, создаваемая излучением Унру, и сопоставлена с энтропией черной дыры Шварцшильда. Учитывалась зависимость от массы и спина вылетающих частиц. Полученные результаты можно легко распространить на любые другие собственные степени свободы вылетающих частиц. Отношение энтропии Унру к энтропии черной дыры Шварцшильда получено в точной аналитической форме. Для больших черных дыр это соотношение демонстрирует высокую восприимчивость к квантовым числам, например, спину s, испускаемых квантов. В рамках микроскопической транспортной модели UrQMD были выполнены расчеты для термальной завихренности горячей и плотной ядерной материи, образующейся в нецентральных ион-ионных соударениях при энергиях от 2.4 ГэВ до 19.6 ГэВ в системе центра масс. С ее помощью определена поляризация Лямбда и антиЛямбда гиперонов, рождающихся в этих реакциях. Показано хорошее согласие модельных расчётов с экспериментальными данными коллабораций STAR и HADES. Статьи, опубликованные в рамках сотрудничества между МГУ и университетом г.Осло, легли в основу диссертации (PhD), защищенной на физическом факультете в UiO 23 ноября 2023г. Автор: M.Teslyk (UiO), название диссертации: “Information entropy and its applications in high-energy physics and astrophysics”.Conclusion23-snig.doc ● Продолжены поддержка и эксплуатация телекоммуникационного комплекса НИИЯФ МГУ (ROC-MSU). В 2023 г. коммуникационные и демонстрационные возможности центра использовались для проведения различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний в режиме видеоконференций, а также для организации учебного процесса в онлайн-формате. ● Сотрудники группы НИИЯФ МГУ в 2023 году приняли активное участие в сеансах физических и методических измерений на установке CMS в ЦЕРНе непосредственно (DCS, Shift Leader и HCAL DOC), также в онлайн-режиме (DQM и HCAL Offline). Общее число центральных дежурств на установке CMS составило 80, причём 24 из этих дежурств были проведены в онлайн-формате на Удалённом операционном центре экспериментов на LHC в МГУ (ROC-MSU). Также в 2023 г. возможности центра ROC-MSU использовались для проведения различных научных и научно-административных семинаров и рабочих совещаний, а также в образовательных целях для студентов и аспирантов. ● Полученные результаты в 2023 году докладывались на международных конференциях и совещаниях в г. Москва (Россия), г. Ереван (Армения), г. Колумбари (Греция), г. Барселона (Испания), г. Осло (Норвегия) и г. Арика (Чили) – всего 11 докладов. Также представлены 8 докладов на научной конференции «Ломоносовские чтения 2023» в МГУ, 1 доклад на XXX Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2023» (секция «Физика»), 1 доклад на XVI Черенковских чтениях «Новые методы в экспериментальной ядерной физике и физике частиц» (ФИАН, Москва) и 1 доклад на XXIV межвузовской молодежной научной школе-конференции имени Б.С.Ишханова (МГУ, г. Москва). Сотрудники лаборатории принимали участие в организации и состояли в Оргкомитетах конференций XII International Conference on New Frontiers in Physics (г. Колумбари, Греция) и 21st Lomonosov Conference on Elementary Particle Physics (МГУ, г. Москва). Также сотрудник лаборатории в 2023 году исполнял обязанности заместителя председателя Конференционного комитета коллаборации CMS (CMS Conference Committee) и координировал участие коллаборации более чем в 50 конференциях. ● Результаты, полученные в рамках Соглашения о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и Университетом Осло, докладывались на международных конференциях, совещаниях и семинарах, в том числе в онлайн-формате, в гг. Колумбари (Греция), Осло (Норвегия), Арика (Чили) и в г. Москва (Россия) – всего 6 докладов. Сотрудники ЛСВ ОЭФВЭ и Университета Осло также приняли участиe в организации международной конференции XII-th International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP’2023) в г. Колумбари (Крит, Греция) в качестве сопредседателя конференции и члена Оргкомитета. В работе принимали участие: А.В.Беляев, И.Н.Варданян, А.М.Грибушин, А.И.Демьянов, А.А.Ершов, Е.Е.Забродин, А.А.Каминский, В.И.Клюхин, О.Л.Кодолова, В.Л.Коротких, Н.А.Круглов, И.П.Лохтин, Л.В.Малинина, С.В.Образцов, С.В.Петрушанко, А.М.Снигирёв, Г.Х.Эйюбова, а также студенты Физ.Фак-та МГУ М.Черемнова, В.Корсунов, Д.Мягков, П.Павлов и аспиранты Физ.Фак-та МГУ Г.Романенко и А.Чернышов. Защищены дипломные работы бакалавра: Д.Мягков — (Кафедра общей ядерной физики) на тему: «Изучение азимутальной анизотропии в соударениях Xe–Xe и Pb–Pb в Монте-Карло модели HYDJET++ и установке Компактный мюонный соленоид (CMS) при энергиях Большого адронного коллайдера (LHC)», науч. рук. С.В.Петрушанко Защищены ыипломные работы магистра: А.Чернышов — (Кафедра физики космоса) на тему: «Угловые и импульсные корреляции заряженных частиц в релятивистскиз соударениях тяжелых ионов», науч. рук. И.П.Лохтин Основные публикации: [1] О.Л.Кодолова, С.В.Образцов: ''Разделение кварковых и глюонных струй в соударениях тяжелых ионов при высоких энергиях ВМУ'', Серия 3. ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ. 2023. 78(5) [2] Chernyshov A., Eyyubova G., Korotkikh V., Lokhtin I., Malinina L., Petrushanko S., Snigirev A., Zabrodin E.: «Toward a description of the centrality dependence of the charge balance function in the HYDJET++ model», Chinese Physics C, vol. 47 (2023) 084107; DOI: 10.1088/1674-1137/acddd7 [3] M.Teslyk, O.Teslyk, L.Bravina, E.Zabrodin: “Unruh entropy of a Schwarzschild black hole”, Particles, vol. 6, No. 3 (2023) pp. 864-875; DOI: 10.3390/particles6030055 [4] G.O.Ambaryan, G.Kh.Eyyubova, V.L.Korotkikh, E.E.Zabrodin: «Exploring experimental heavy-ion centrality dependence of particle production in MC Glauber model», Physics of atomic Nuclei, 86 (2023) (in print) [5] Acharya S., …, Malinina L., et al. (ALICE Collaboration): «Investigation of K+K− interactions via femtoscopy in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV at the CERN Large Hadron Collider», Physical Review C, vol. 107 (2023) 054904; DOI: 10.1103/PhysRevC.107.054904 [6] Acharya S., …, Malinina L., et al. (ALICE Collaboration): «K*(892)0 and φ(1020) production in p-Pb collisions at √sNN = 8.16 TeV», Physical Review C, vol. 107 (2023) 055201; DOI: 10.1103/PhysRevC.107.055201 [7] Аcharya S., …, Malinina L., et al. (ALICE Collaboration): «Constraining the KN coupled channel dynamics using femtoscopic correlations at the LHC », European Physical Journal C, vol. 83 (2023) 340; DOI: 0.1140/epjc/s10052-023-11476-0 [8] Аcharya S., …, Malinina L., et al. ( ALICE Collaboration): «Σ(1385)± resonance production in Pb–Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV», European Physical Journal C, vol. 83 (2023) 351; DOI: 0.1140/epjc/s10052-023-11475-1 [9] С.В.Петрушанко: «Изучение физики тяжелых ионов с помощью установки Компактный мюонный соленоид (CMS) » // Известия Российской академии наук. Серия физическая. — 2023. — Т. 87, № 8. — С. 1104–1108. https://sciencejournals.ru/view-article/?j=izvfiz&y=2023&v=87&n=8&a=IzvFiz2370198Petrushanko [10] S.V.Petrushanko, on behalf of the CMS Collaboration: «Studying Heavy-Ion Physics on the Compact Muon Solenoid (CMS) Installation». // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. — 2023. — Vol. 87, no. 8. — P. 1123–1127. https://doi.org/10.3103/S1062873823702957 [11] S.V.Petrushanko: «Recent Heavy-Ion Results by CMS Experiment» // Physics of Atomic Nuclei. — 2023. — Vol. 86, no. 6. (in print). [12] Д.А.Мягков, С.В.Петрушанко: «Эллиптический и триангулярный потоки заряженных частиц в релятивистских столкновениях ядер Xe и Pb в модели HYDJET++ и эксперименте CMS (LHC)» // Ученые записки физического факультета Московского Университета. — 2023. — № 3. — С. 2330205. http://uzmu.phys.msu.ru/abstract/2023/3/2330205/ [13] Д.А.Мягков, С.В.Петрушанко: «Эллиптический и триангулярный азимутальные потоки частиц в столкновениях ядер Xe–Xe и Pb–Pb в Монте-Карло модели HYDJET++ и эксперименте CMS на коллайдере LHC (CERN)» // Ученые записки физического факультета Московского Университета. — 2023. — № 4. — С. 2340305. http://uzmu.phys.msu.ru/abstract/2023/4/2340305/ [14] Клюхин В.И.: «Расчет электромагнитных сил, действующих в магнитном поле на пластины поглотителей адронов высокогранулярного калориметра CMS». Доклад, представленный на ежегодной научной конференции «Ломоносовские чтения», Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Москва, 2023. [15] Amapane N., Klyukhin V.: “Development of the CMS magnetic field map”. Symmetry, v. 15, no. 5, p. 1030, 2023, https://doi.org/10.3390/sym15051030. [16] Klyukhin V., Ball A., Berriaud C.P., Curé B., Dudarev A., Gaddi A., Gerwig H., Hervé A., Mentink M., Riegler W., Wagner U. and Ten Kate H.: “Comparison of Two Detector Magnetic Systems for the Future Circular Hadron-Hadron Collider”. Appl. Sci. v. 13, no. 18, p. 10387, 2023, https://doi.org/10.3390/app131810387. [17] Klyukhin V. on behalf of the CMS Collaboration: “Calculation of Forces to the High Granularity Calorimeter Stainless Steel Absorber Plates in the CMS Magnetic Field”. Symmetry, v. 15, no.11, p. 2017, 2023, https://doi.org/10.3390/sym15112017. [18] I.P.Lokhtin, A.V.Nikolskii, A.M.Snigirev : ''On geometrical interpretation of alignment phenomenon .'', The Europen Physical Journal C 83 (2023) 324, https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-023-11528-5 [19] A.Belyaev, E.Boos, M.Dubinin, L.Dudko, A.Ershov, A.Gribushin, V.Klyukhin, O.Kodolova, I.Lokhtin, S.Obraztsov, S.Petrushanko, V.Savrin, A.Snigirev , CMS Collaboration: ''Observation of triple J/ψ meson production in proton-proton collisions at \ √{s} = 13 TeV.'', Nature Physics 19 (2023) 3, 338, https://doi.org/10.1038/s41567-022-01838-y [20] Ershov A., Gribushin A., Kaminskiy A. CMS Collaboration: Development of the CMS detector for the CERN LHC Run 3 (submitted to the Journal of Instrumentation), CMS-PRF-21-001, CERN-EP-2023-136
12 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа:
13 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Исследование структуры и эволюции адронов в экстремальных состояниях
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".