Један од главних задатака експерименталне физике данас је проучавање честица које снажно интерагују, хадрона, добијених у акцелераторима сударањем протона. Након судара, хадрони се крећу под малим угловима у правцу протона што, према речима научника, отежава њихово проучавање. За сада не постоје уређаји за детекцију различитих врста честица са таквим путањама.
Како би добили информације о врсти ових честица, научници им на пут стављају специјалне уређаје ─ „радијаторе“. У области „радијатора“ ствара се такозвано прелазно зрачење ─ електромагнетни ефекат изазван преласком наелектрисане честице из једне средине у другу. Његова анализа је кључна у изоловању и проучавању различитих врста хадрона.
Научници овог Универзитета су први пут у свету успели да пронађу низ теоријских и инжењерских решења која омогућавају стварање детектора прелазног зрачења на бази високогранулaрних полупроводника. Експериментални део истраживања изведен је на СПС детектору Великог хадронског сударача.
„Област од неколико степени у правцу протона који се сударају, у којој би било могуће пратити стварање различитих врста хадрона, још увек је у великој мери ‘слепа мрља‘ за истраживање у сударачу. Рад у овој области омогућиће да се дубље проникне у структуру протона, проуче честице у њему и њихова међусобна повезаност. Осим тога, само разумевањем овог проблема могуће је решити парадокс физике космичких честица, који још увек нема адекватно објашњење ─ промену спектра честица при високим енергијама до 10^17 еВ“, објаснио је виши научни сарадник на катедри за физику елементарних честица Националног истраживачког нуклеарног универзитета Петар Тетерин.
Стручњаци Универзитета први пут су проучавали спектрално-угаоне расподеле прелазног зрачења, као и аналитичке изразе за његове угаоне расподеле. То омогућава стварање детектора новог типа за идентификацију честица.
„Извели смо велике експерименталне и теоријске радове како бисмо пронашли нове ефекте и технике. На основу прорачуна реалних модела детектора прелазног зрачења, показали смо могућност одређивања хадронских спектара са процентуалном тачношћу ─ ово је откриће које би требало да има централну улогу у експериментима који се планирају на сударачу“, рекао је Тетерин.
Научници наводе да се испоставило да интерференцијски ефекти у вишеслојним „радијаторима“ мењају главни угао под којим се генерише прелазно зрачење, а његова зависност од масе честица може се у великој мери разликовати од општеприхваћеног закона.
Осим тога, у оквиру истраживања научници су развили нове „радијаторе“ и прототипове детектора различитог типа, укључујући полупроводничке детекторе високе резолуције.
Научници у будуће планирају да направе, заједно са Заједничким институтом за нуклеарна истраживања у Дубни и једном од ЦЕРН-ових сарадника, „Медипикс“, висококвалитетни детектор прелазног зрачења са способношћу прецизног праћења честица за експерименте у физици високих енергија и космичких зрака.
Овај рад одржава се уз подршку Руског научног фонда.
