Jedan od glavnih zadataka eksperimentalne fizike danas je proučavanje čestica koje snažno interaguju, hadrona, dobijenih u akceleratorima sudaranjem protona. Nakon sudara, hadroni se kreću pod malim uglovima u pravcu protona što, prema rečima naučnika, otežava njihovo proučavanje. Za sada ne postoje uređaji za detekciju različitih vrsta čestica sa takvim putanjama.
Kako bi dobili informacije o vrsti ovih čestica, naučnici im na put stavljaju specijalne uređaje ─ „radijatore“. U oblasti „radijatora“ stvara se takozvano prelazno zračenje ─ elektromagnetni efekat izazvan prelaskom naelektrisane čestice iz jedne sredine u drugu. Njegova analiza je ključna u izolovanju i proučavanju različitih vrsta hadrona.
Naučnici ovog Univerziteta su prvi put u svetu uspeli da pronađu niz teorijskih i inženjerskih rešenja koja omogućavaju stvaranje detektora prelaznog zračenja na bazi visokogranularnih poluprovodnika. Eksperimentalni deo istraživanja izveden je na SPS detektoru Velikog hadronskog sudarača.
„Oblast od nekoliko stepeni u pravcu protona koji se sudaraju, u kojoj bi bilo moguće pratiti stvaranje različitih vrsta hadrona, još uvek je u velikoj meri ‘slepa mrlja‘ za istraživanje u sudaraču. Rad u ovoj oblasti omogućiće da se dublje pronikne u strukturu protona, prouče čestice u njemu i njihova međusobna povezanost. Osim toga, samo razumevanjem ovog problema moguće je rešiti paradoks fizike kosmičkih čestica, koji još uvek nema adekvatno objašnjenje ─ promenu spektra čestica pri visokim energijama do 10^17 eV“, objasnio je viši naučni saradnik na katedri za fiziku elementarnih čestica Nacionalnog istraživačkog nuklearnog univerziteta Petar Teterin.
Stručnjaci Univerziteta prvi put su proučavali spektralno-ugaone raspodele prelaznog zračenja, kao i analitičke izraze za njegove ugaone raspodele. To omogućava stvaranje detektora novog tipa za identifikaciju čestica.
„Izveli smo velike eksperimentalne i teorijske radove kako bismo pronašli nove efekte i tehnike. Na osnovu proračuna realnih modela detektora prelaznog zračenja, pokazali smo mogućnost određivanja hadronskih spektara sa procentualnom tačnošću ─ ovo je otkriće koje bi trebalo da ima centralnu ulogu u eksperimentima koji se planiraju na sudaraču“, rekao je Teterin.
Naučnici navode da se ispostavilo da interferencijski efekti u višeslojnim „radijatorima“ menjaju glavni ugao pod kojim se generiše prelazno zračenje, a njegova zavisnost od mase čestica može se u velikoj meri razlikovati od opšteprihvaćenog zakona.
Osim toga, u okviru istraživanja naučnici su razvili nove „radijatore“ i prototipove detektora različitog tipa, uključujući poluprovodničke detektore visoke rezolucije.
Naučnici u buduće planiraju da naprave, zajedno sa Zajedničkim institutom za nuklearna istraživanja u Dubni i jednom od CERN-ovih saradnika, „Medipiks“, visokokvalitetni detektor prelaznog zračenja sa sposobnošću preciznog praćenja čestica za eksperimente u fizici visokih energija i kosmičkih zraka.
Ovaj rad održava se uz podršku Ruskog naučnog fonda.
