Ядерная физика

Рассмотрены результаты прямых измерений плотности мюонов в широких атмосферных ливнях (ШАЛ) с зенитными углами \(\theta\leqslant 45^{\circ}\) и энергиями \(E_{0}\geqslant 10^{17}\) эВ, полученных в эксперименте Оже и на Якутской установке. Мюоны в обоих случаях регистрировались подземными сцинтилляционными детекторами с одинаковой пороговой энергией \(E_{\mu}\approx 1.0\sec\theta\) ГэВ. Измеренные величины сравниваются с теоретическими значениями, вычисленными по модели развития ШАЛ QGSJET-II-04 из пакета программ CORSIKA. Они различаются между собой в \(1.53\pm 0.13\)(stat). Показано, что это различие обусловлено завышенной в 1.22 раза плотностью мюонов и заниженной в 1.25 раза первичной энергией в эксперименте Оже.

Сечение процесса \(e^{+}e^{-}\to\eta\gamma\) измерено в интервале энергии в системе центра масс от 1.07 до 2.00 ГэВ в канале распада \(\eta\to 3\pi^{0}\), \(\pi^{0}\to\gamma\gamma\). Анализировались данные с интегральной светимостью 242 пбн\({}^{-1}\), накопленные в эксперименте с детектором СНД на \(e^{+}e^{-}\)-коллайдере ВЭПП-2000.

Представлены результаты векторной Ay и тензорных Ayy и Axx анализирующих способностей в упругом дейтрон-протонном рассеянии при больших поперечных импульсах. Эти данные были получены на внутренней мишени Нуклотрона ОИЯИ в диапазоне энергий 400–1800 МэВ с использованием пучка поляризованных дейтронов от нового источника поляризованных ионов. Новые данные по дейтронным анализирующим способностям в широком энергетическом диапазоне демонстрируют чувствительность спиновой структуры изоскалярных нуклон-нуклонных корреляций на малых расстояниях.

На основе предложенного ранее подхода к описанию рассеяния слабовзаимодействущих нерелятивистских массивных нейтральных частиц были получены явные выражения и сделаны оценки для ожидаемой скорости счета событий прямого детектирования частиц темной материи (DM), одновременно учитывающие упругий (когерентный) и неупругий (некогерентный) каналы взаимодействия DM-частицы с ядром-мишенью. Впервые в данном подходе при расчете вклада неупругих процессов было учтено влияние энергии возбуждения ядра. Корреляции между энергией возбуждения и допустимыми значениями кинетической энергии отдачи возбужденного ядра заметным образом ограничивают возможности детектирования неупругого канала некоторыми ядрами. Помимо Стандартной модели распределения темной материи вблизи Земли было рассмотрено влияние других моделей, допускающих заметно большие скорости DM-частиц. С ростом энергии отдачи ядра \(T_{A}\) имеет место плавный переход от доминирования упругого канала к доминированию неупругого канала DM-ядерного взаимодействия. Если DM-детектор настроен на регистрацию (только) событий упругого рассеяния, то он ничего не может регистрировать, когда энергия отдачи ядра оказывается ниже порога регистрации. При возрастании \(T_{A}\) такой детектор теряет способность что-либо ‘‘видеть’’, поскольку упругие процессы быстро сходят на нет. Единственным возможным свидетельством произошедшего взаимодействия становится излучение от снятия возбуждения ядра. В случае спин-независимого взаимодействия с ростом \(T_{A}\) неупругий вклад достаточно быстро становится основным. Дифференциальная скорость счета событий при этом уменьшается незначительно. Если DM-частица взаимодействует с нуклонами только спин-зависимым образом, то на ядрах с нулевым спином детекторы, традиционно ориентированные на регистрацию упругого спин-зависящего DM-сигнала, ничего не смогут зарегистрировать, поскольку весь сигнал ‘‘идет’’ через неупругий канал. Получается, что искомые взаимодействия DM-частиц вполне могут иметь заметную интенсивность, но прибор не способен их обнаружить. Таким образом, следует планировать эксперименты по прямому детектированию частиц темной материи в постановке, когда возможно детектирование двух сигналов — энергии отдачи ядра и \(\gamma\)-квантов с определенной энергией от снятия ядерного возбуждения. Такой эксперимент даст полную информацию о произошедшем DM-взаимодействии.

Компланарность подстволов в гамма-адронных семействах и так называемый long-range near-side ‘‘ridge’’-эффект, обнаруженный CMS Коллаборацией на LHC, могут быть описаны в рамках модели FANSY 2.0, которая воспроизводит компланарную генерацию наиболее энергичных частиц в адронных взаимодействиях при сверхвысоких энергиях. Компланарная генерация, в свою очередь, может объясняться, в частности, гипотезой об эволюции сигнатуры метрики пространственно-временного континуума, а именно, переходом основного трехмерного состояния в двухмерное (3D \(\leftrightarrow\) 2D) с ростом энергии. Предлагается способ экспериментальной проверки этой гипотезы через анализ азимутальных корреляций частиц, генерируемых во взаимодействиях адронов.

Описана методика измерений, проведенных на мультикатодном счетчике с катодом, изготовленным из железа. Эксперимент проводился с целью поиска суточных вариаций скорости счета одиночных электронов, эмитируемых с поверхности катода при конверсии темных фотонов на его поверхности. Приведены результаты, полученные за 160 сут измерений.