Луиджи Ди Лелла
Итальянский физик-экспериментатор в области элементарных частиц
Луиджи Ди Лелла
Луиджи Ди Лелла
Рожденный( 1937-12-07 )7 декабря 1937 г. (86 лет)
Неаполь , Италия
НациональностьИтальянский , швейцарский
Альма-матерПизанский университет
ИзвестныйБывший представитель UA2 Collaboration
Научная карьера
ПоляФизика ( Физика элементарных частиц )
УчрежденияЦЕРН , Пизанский университет

Луиджи Ди Лелла (родился в Неаполе 7 декабря 1937 года) — итальянский физик-экспериментатор в области элементарных частиц . Он был сотрудником ЦЕРНа более 40 лет и сыграл важную роль в крупных экспериментах ЦЕРНа, таких как CAST и UA2 . С 1986 по 1990 год он был представителем Коллаборации UA2, которая совместно с Коллаборацией UA1 открыла W- и Z-бозоны в 1983 году. [1]

Образование

Переехав из дома своего детства в Неаполе, Италия, Ди Лелла изучал физику в Пизанском университете и Высшей нормальной школе в Пизе . Ди Лелла получил докторскую степень в 1959 году в Пизанском университете по теме захвата мюонов . Написанная под руководством Марчелло Конверси , его диссертация была посвящена измерению продольной поляризации нейтронов , испускаемых при захвате мюонов в ядрах (на итальянском языке, неопубликовано).

Карьера и исследования

Получив степень, Ди Лелла продолжил работу с Марчелло Конверси, который сейчас работает в Римском университете . Он курсировал между Римом и ЦЕРНом, используя синхроциклотрон в ЦЕРНе в качестве ускорителя для своих экспериментов, прежде чем в 1961 году получил двухлетнюю должность научного сотрудника в ЦЕРНе.

В 1950-х годах физики начали задаваться вопросом, почему такие процессы, как распад положительного мюона на позитрон и фотон , μ + → e + + γ , или электронная эмиссия при ядерном захвате отрицательного мюона, μ − + N → N + e − , не наблюдались. Учитывая знания того времени, не было никаких причин, по которым эти реакции не могли бы существовать — энергия , заряд и спин сохраняются. Ди Лелла принял участие в двух последовательных экспериментах с повышенной чувствительностью по поиску электронной эмиссии при ядерном захвате отрицательных мюонов, укрепив гипотезу о том, что мюон и электрон имеют разное квантовое число (сегодня называемое «лептонным ароматом» ). [2] Окончательное экспериментальное доказательство этой гипотезы было получено в 1962 году в первом эксперименте с нейтрино высокой энергии на Брукхейвенском синхротроне с переменным градиентом на 30 ГэВ ( AGS ), где было показано, что нейтрино от π + → μ + + ν при взаимодействии в детекторе производят только мюоны, а не электроны, — результат, за который Леон Ледерман , Мел Шварц и Джек Стейнбергер разделили Нобелевскую премию по физике 1988 года . [3] [4]

С 1964 по 1968 год Ди Лелла занимал должность физика-исследователя в ЦЕРНе. В это время он принимал участие в экспериментах на протонном синхротроне (ПС) по высокоэнергетическому упругому рассеянию адронов на поляризованных мишенях , обнаружив неожиданные спиновые эффекты в дифракционной области с противоположным знаком для π + и π − . [ 5]

В следующем году Ди Лелла стал доцентом физики в Колумбийском университете в Нью-Йорке и занимал эту должность в течение двух лет, до 1970 года.

Получив предложение от ЦЕРНа о бессрочном назначении в качестве физика-исследователя, Ди Лелла вернулся в ЦЕРН в 1970 году. Строительство перекрещивающихся накопительных колец (ISR) в ЦЕРНе, первого в мире адронного коллайдера , было недавно завершено. Еще работая в Колумбийском университете, Ди Лелла вместе с физиками из ЦЕРНа, Колумбийского университета и Рокфеллеровского университета написал предложение об эксперименте ISR для поиска пар электронов и позитронов большой массы. [6] Эксперимент, известный как R-103, имел два больших детектора под углом 90 градусов к направлениям пучков под противоположными азимутальными углами для обнаружения электронов, позитронов и фотонов и измерения их энергий и углов. [6] Вскоре он обнаружил неожиданно высокую скорость высокоэнергетических фотонов от распада нейтральных мезонов ( π 0 ), испускаемых под большими углами к пучкам. [7] Поскольку в начале 1970-х годов не было ни жестких дисков большой емкости , ни сложных систем сбора данных , данные записывались на магнитные ленты со скоростью, которая не могла превышать 10 событий в секунду (даже в этом случае магнитная лента заполнялась через 15 минут сбора данных). Чтобы поддерживать частоту событий ниже этого предела, порог обнаружения электронов, используемый в триггере событий, был поднят выше 1,5 ГэВ, тем самым исключив из обнаружения еще не обнаруженную J / Ψ -частицу с массой 3,1 ГэВ [7] (эта частица, связанное состояние очарованной пары кварк-антикварк , была открыта в 1974 году на Брукхейвенском AGS и на электрон-позитронном коллайдере SPEAR в Стэнфорде , и за это открытие Нобелевская премия по физике 1976 года была присуждена Б. Рихтеру и С. К. Тингу ). [8] [9] [10]

Вскоре было установлено, что рождение π 0 -мезонов высокой энергии под большими углами происходит из-за сильного взаимодействия точечных составляющих протона (кварков, антикварков и глюонов ). Доказательства наличия электрически заряженных точечных составляющих протона, взаимодействующих электромагнитно с электронами, были получены еще в 1968 году на Стэнфордском линейном коллайдере в SLAC в экспериментах по глубоконеупругому рассеянию электронов, за которые Дж. Фридман , Х. Кендалл и Р. Тейлор получили Нобелевскую премию по физике 1990 года. [11] Эксперимент R-103 показал, что эти составляющие ведут себя как точечные частицы также при сильном взаимодействии. [6]

Результаты R-103 противоречили более ранним теориям протон-протонных столкновений, которые предсказывали, что только низкоэнергетические мезоны будут рождаться под большими углами. Эксперимент был шагом к пониманию сильного взаимодействия между адронными компонентами. К сожалению, открытие высокоэнергетического рождения π 0 -мезона под большим углом помешало более важному открытию J / Ψ -частицы.

В 1978 году Ди Лелла был одним из четырех ведущих физиков, предложивших эксперимент UA2 . [12] Целью эксперимента было обнаружение рождения и распада W- и Z-бозонов на протон-антипротонном коллайдере ( Sp p S ) — модификации суперпротонного синхротрона ( SPS ). UA2, совместно с коллаборацией UA1 , удалось открыть эти частицы в 1983 году, что привело к присуждению Нобелевской премии по физике 1984 года Карло Руббиа и Саймону ван дер Мееру . [13] UA2 был также первым экспериментом, в котором наблюдалось рождение адронных струй при высоком поперечном импульсе в результате адронных столкновений. [14] Ди Лелла был представителем эксперимента UA2 с 1986 по 1990 год, когда работа Sp p S на высокой светимости была прекращена.

В 1990-х годах Ди Лелла заинтересовался осцилляциями нейтрино . Он был одним из сторонников эксперимента WA96/NOMAD, целью которого был поиск осцилляций ν μ -ν τ с использованием нейтрино высокой энергии (преимущественно ν μ ) из CERN SPS, и он стал представителем эксперимента в 1995 году. [15] Руководствуясь теоретической гипотезой о том, что 3-е нейтрино может быть основным компонентом темной материи во Вселенной, они искали осцилляции на среднем расстоянии ~650 м. Они не обнаружили никаких осцилляций, а когда эти осцилляции впервые наблюдались в ходе эксперимента Супер-Камиоканде в Японии с использованием нейтрино, созданных космическими лучами в атмосфере Земли, было обнаружено, что они происходят на расстояниях порядка 1000 км ( Т. Кадзита и А. Макдональд разделили Нобелевскую премию по физике 2015 года за открытие осцилляций нейтрино). [16]

С 2000 года и до выхода на пенсию Ди Лелла принимал участие в эксперименте CAST (CERN Axion Solar Telescope experimental), занимаясь поиском аксионов, образующихся в ядре Солнца. После выхода на пенсию в 2004 году Ди Лелла был научным сотрудником в школах, где он сделал свои первые шаги как физик: Scuola Normale Superiore в Пизе и University of Pisa. Он по-прежнему активно работает в ЦЕРНе, проводя эксперименты по распаду заряженных К-мезонов в эксперименте NA62 .

С 1991 по 2006 год Ди Лелла был главным редактором журнала Nuclear Physics B.

Наиболее цитируемые публикации

  • Сотрудничество UA2, 1983, «Доказательства Z0 ---> e+ e- на анти-p p коллайдере ЦЕРНа», Phys. Lett. B, т. 129, № 1-2, стр. 130-140
  • Сотрудничество UA2, 1983, «Наблюдение отдельных изолированных электронов с высоким поперечным импульсом в событиях с отсутствующей поперечной энергией на анти-p p-коллайдере ЦЕРНа», Phys. Lett B., т. 122, № 5-6, стр. 476-485
  • Сотрудничество CAST, 2007, «Улучшенный предел связи аксион-фотон из эксперимента CAST», JCAP 0704, т. 2007, № 10.
  • Сотрудничество с CAST. 2004, «Первые результаты с солнечного телескопа CERN Axion (CAST)», Phys. Rev. Letter, т. 94, № 12, стр. 1-5
  • Сотрудничество UA2, 1992, «Улучшенное определение отношения масс W и Z на антипротон-протонном коллайдере ЦЕРНа», Phys. Letter. B, т. 276, стр. 354-364
  • Сотрудничество UA2, 1987, «Измерение параметров стандартной модели на основе изучения W- и Z-бозонов», Phys. Letter. B, т. 186, стр. 440-451
  • Сотрудничество UA2, 1982, «Наблюдение очень больших струй поперечного импульса на анти-p p-коллайдере ЦЕРНа», Phys. Lett. B, т. 118, стр. 203-210
  • FW Brusser et al., 1973, «Наблюдение π-мезонов с большим поперечным импульсом в столкновениях протонов высокой энергии», Phys. Lett. B, т. 46, стр. 471-476

Ссылки

  1. ^ O'Luanaigh, Cian (12 марта 2015 г.). «Carrying the weak force: Thirty years of the W boson». cern.ch . CERN . Получено 24 июля 2017 г. .
  2. ^ Conversi, M.; Di Lella, L.; Penso, G.; Rubbia, C.; Toller, M. (1 февраля 1962 г.). «Search for Conversion of Muons Into Electrons» (PDF) . Physical Review Letters . 8 (3): 125–128. Bibcode :1962PhRvL...8..125C. doi :10.1103/PhysRevLett.8.125 . Получено 24 июля 2017 г. .
  3. ^ Дэнби, Г.; Гайяр, Дж. М.; Гулианос, Константин А.; Ледерман, Л. М.; Мистри, Нари Б.; Шварц, М.; Стейнбергер, Дж. (1 июля 1962 г.). «Наблюдение реакций нейтрино высокой энергии и существование двух видов нейтрино». Physical Review Letters . 9 (1): 36–44. Bibcode :1962PhRvL...9...36D. doi :10.1103/PhysRevLett.9.36 . Получено 24 июля 2017 г. .
  4. ^ "О Нобелевской премии по физике 1988 года". Nobelprize.org . 19 октября 1988 г. Получено 24 июля 2017 г.
  5. ^ Боргини, М.; Дик, Л.; Ди Лелла, Л.; и др. (16 марта 1970 г.). «Измерение параметра поляризации в упругом рассеянии pi+- p, k+- p, pp и анти-p p при 6 гэв/с». Physics Letters B . 31 (6): 405–409. doi :10.1016/0370-2693(70)90208-X . Получено 24 июля 2017 г. .
  6. ^ abc Cool, R.; Di Lella, L.; Lederman, L.; Zavattini, E. (20 июня 1969 г.). "Предварительное предложение: исследование дилептонов с помощью пересекающихся накопительных колец" (PDF) . Комитет IRS . Получено 24 июля 2017 г. .
  7. ^ аб Бюссер, ФРВ; Камильери, Л.; Ди Лелла, Л.; и др. (18 февраля 1974 г.). «Поиск электронов с большим поперечным импульсом в CERN ISR». Буквы по физике Б. 48 (4): 371–376. Бибкод : 1974PhLB...48..371B. дои : 10.1016/0370-2693(74)90611-X.
  8. ^ "Нобелевская премия по физике 1976 года". Nobelprize.org . 18 октября 1976 г. Получено 24 июля 2017 г.
  9. ^ Augustin, JE; et al. (2 декабря 1974 г.). «Открытие узкого резонанса в аннигиляции e+e−». Physical Review Letters . 33 (23): 1406–1408. Bibcode :1974PhRvL..33.1406A. doi : 10.1103/PhysRevLett.33.1406 .
  10. ^ Aubert, JJ; et al. (2 декабря 1974 г.). «Экспериментальное наблюдение тяжелой частицы J». Physical Review Letters . 33 (23): 1406–1408. Bibcode : 1974PhRvL..33.1406A. doi : 10.1103/PhysRevLett.33.1406 .
  11. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по физике 1990 года". Nobelprize.org . 17 октября 1990 г. Получено 24 июля 2017 г.
  12. ^ Баннер, М. и др. (31 января 1978 г.). «Предложение по изучению антипротон-протонных взаимодействий при энергии 540 ГэВ CM» (PDF) . Комитет SPS . Получено 24 июля 2017 г. .
  13. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по физике 1984 года". Nobelprize.org . 17 октября 1984 г. Получено 24 июля 2017 г.
  14. ^ Сотрудничество UA2 (2 декабря 1982 г.). «Наблюдение очень больших струй поперечного импульса на коллайдере PPB в ЦЕРНе» (PDF) . Phys. Lett. B. 118 ( 1–3): 203–210. Bibcode : 1982PhLB..118..203B. doi : 10.1016/0370-2693(82)90629-3.{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Astier, P.; et al. (11 марта 1991 г.). "Предложение: Поиск колебания νμ→ντ" (PDF) . Комитет SPS . Получено 24 июля 2017 г. .
  16. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по физике 2015 года". Nobelprize.org . 6 октября 2015 г. Получено 24 июля 2017 г.
  • Интервью ЦЕРН
  • Научные публикации Луиджи Ди Леллы на INSPIRE-HEP
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Луиджи_Ди_Лелла&oldid=1161302706"