Эксперимент NA61

Эксперимент NA61/SHINE в ЦЕРНе
ФормированиеСбор данных начался 18-04-2008
Штаб-квартираЖенева , Швейцария
Руководитель эксперимента
Марек Газджицкий
Веб-сайтhttps://shine.web.cern.ch/
Суперпротонный синхротрон
(SPS)
Ключевые эксперименты SPS
УА1Подземная зона 1
УА2Подземная зона 2
НА31Эксперимент NA31
НА32Исследование образования очарования в адронных взаимодействиях с использованием кремниевых детекторов высокого разрешения
КОМПАСОбщий мюонный и протонный аппарат для структуры и спектроскопии
СВЕТИТЬЭксперимент с тяжелыми ионами и нейтрино на SPS
НА62Эксперимент NA62
SPS-преускорители
р и PbЛинейные ускорители протонов (Linac 2) и свинца ( Linac 3)
(не отмечено)Протонный синхротронный ускоритель
ПСПротонный синхротрон

NA61/SHINE (сокращение от « SPS Heavy Ion and Neutrino Experiment ») — эксперимент по физике элементарных частиц на суперпротонном синхротроне (SPS) Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН). [1] Эксперимент изучает конечные состояния адронов , возникающие при взаимодействии различных пучковых частиц ( пионов , протонов и ядер бериллия , аргона и ксенона ) с различными фиксированными ядерными мишенями при энергиях SPS.

Около 135 физиков из 14 стран и 35 институтов работают в проекте NA61/SHINE под руководством Марека Газджицкого . NA61/SHINE — второй по величине эксперимент с фиксированной мишенью в ЦЕРНе.

Программа по физике

Физическая программа NA61/SHINE была разработана для измерения образования адронов в трех различных типах столкновений: [1]

Детектор

Эксперимент NA61/SHINE использует большой приемный адронный спектрометр , расположенный на линии пучка H2 в северной части ЦЕРНа. [1] Он состоит из компонентов, используемых в эксперименте с тяжелыми ионами NA49 , а также тех, которые были разработаны и изготовлены для NA61/SHINE. [2]

Детектор PSD для NA61

Основными устройствами слежения являются четыре камеры проекции времени большого объема (TPC), которые способны обнаруживать до 70% всех заряженных частиц, созданных в изучаемых реакциях. Две из них расположены в магнитном поле двух сверхпроводящих дипольных магнитов с максимальной силой изгиба 9  тесла- метров. Две другие расположены ниже по потоку от магнитов симметрично относительно линии пучка. Кроме того, четыре TPC малого объема , размещенные непосредственно вдоль области линии пучка, используются в случае адронных и легких ионных пучков. [2] [3]

Установка дополнена стенками детектора времени пролета , которые расширяют идентификацию частиц до низких импульсов (1 ГэВ/c < p ). Кроме того, детектор обнаружения снаряда ( калориметр ) расположен ниже по потоку от детекторов времени пролета для измерения энергии фрагментов снаряда.

Собранные данные

Тип взаимодействияИмпульс пучка ( Г е В с ) {\displaystyle \left({\frac {ГэВ}{c}}\right)} ГодЦитата
π + Ве1202016ЦЕРН-SPSC-2017-038 [4]
π + С30, 60, 158 и 3502009, 2012, 2016 и 2017CERN-SPSC-2016-038, [5] PR D100 112004, [6] и PR D100 112001 [7]
π + Al602017CERN-SPSC-2016-038 [5] и PR D98 052001 [8]
Каон + С1582012CERN-SPSC-2016-038 [5] и MPL A34 1950078 [9]
п + п13, 20, 31, 40, 80, 158 и 4002009, 2010, 2011 и 2016EPJ C80 460, [10] SQM 2019 315, [11] и EPJ C74 2794 [12]
п + Быть60 и 1202016 и 2017CERN-SPSC-2017-038, [4] и PR D100 112001 [7]
p + C
p + (целевая реплика T2K)
p + (целевая реплика NOvA)		31, 60, 90 и 1202007, 2009, 2010, 2012, 2016, 2017 и 2018CERN-SPSC-2017-038, [4] CERN-SPSC-2016-038, [5] CERN-SPSC-2019-041, [13] PR D100 112001 [7] и EPJ C76 617 [14]
п + Ал602016CERN-SPSC-2017-038 [4] и NP B732 1 [15]
п + свинец30, 40, 80 и 1582012, 2014, 2016 и 2017ЦЕРН-SPSC-2015-036 [16]
Быть + Быть13А, 19А, 30А, 40А, 75А и 150А2011, 2012 и 2013CERN-SPSC-2013-028, [17] PoS 364 305, [18] и EPJ C80 961 [19]
С + С и С + СН 2 {\displaystyle _{2}} 13А2018ЦЕРН-SPSC-2019-041 [13]
Ар + Сц13А, 19А, 30А, 40А, 75А и 150А2015CERN-SPSC-2015-036, [16] PoS 364 305, [18] Acta Phys. Pol. B Proc. Suppl. 10 645 [20] и EPJ C81 397 [21]
Ксе + Ла13А, 19А, 30А, 40А, 75А и 150А2017CERN-SPSC-2018-029 [22] и PoS 364 305 [18]
Свинец + Свинец13А, 30А и 150А2016 и 2018CERN-SPSC-2016-038, [5] J. Phys. Conf. Ser. 1690 012127 [23] и PR C77 064908 [24]

Расширенная программа: послеДлительное отключение 2

Эксперимент NA61 в ЦЕРНе после длительного отключения 2

В 2018 году коллаборация NA61/SHINE опубликовала дополнение, в котором излагалось намерение модернизировать экспериментальную установку и провести новый набор измерений после длительного отключения 2. [25] Как и в первоначальной программе, новая программа предлагает исследования адрон-ядерных и ядро-ядерных взаимодействий для физики тяжелых ионов , нейтрино и космических лучей .

Программа тяжелых ионов будет сосредоточена на изучении образования очарованных адронов (в основном D-мезонов ) во взаимодействиях свинца со свинцом.

В 2020 году Комитет по экспериментам SPS и PS (SPSC) рекомендовал утвердить время луча в 2021 году. [26] Исследовательский совет одобрил эти рекомендации. [27]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Антониу, Н.; и др. (NA61/SHINE Collaboration) (2006). "Исследование образования адронов в столкновениях адрон–ядро и ядро–ядро на CERN SPS". Предложение. SPSC-P-330, CERN-SPSC-2006-034.
  2. ^ ab Abgrall, N.; et al. (Сотрудничество NA61/SHINE) (2014). "Установка NA61/SHINE в ЦЕРН SPS: пучки и детекторная система". Journal of Instrumentation . 9 (2–3): P06005. arXiv : 1401.4699 . Bibcode :2014JInst...9P6005A. doi :10.1088/1748-0221/9/06/P06005. S2CID  49214489.
  3. ^ Rumberger, B.; et al. (2020). «Система Forward TPC эксперимента NA61/SHINE в ЦЕРНе: концепция тандемного TPC». Journal of Instrumentation . 15 (7): P07013. arXiv : 2004.11358 . Bibcode :2020JInst..15P7013R. doi :10.1088/1748-0221/15/07/p07013. S2CID  216080710.
  4. ^ abcd Aduszkiewicz, A.; et al. (NA61/SHINE Collaboration) (4 октября 2017 г.). Отчет об эксперименте NA61/SHINE в CERN SPS (Отчет). Отчет о состоянии. Том CERN-SPSC-2017-038. doi :10.17181/CERN.0KV8.20KE.
  5. ^ abcde Aduszkiewicz, A.; et al. (NA61/SHINE Collaboration) (8 октября 2016 г.). Отчет об эксперименте NA61/SHINE в CERN SPS (Отчет). Отчет о состоянии. Том CERN-SPSC-2016-038. doi :10.17181/CERN.SD0Z.RJ9V.
  6. ^ Адушкевич, А.; и др. (NA61/SHINE Collaboration) (11 декабря 2019 г.). "Измерения образования адронов во взаимодействиях π + +C и π + +Be при 60 ГэВ/ с ". Physical Review D. 100 ( 11): 112004. arXiv : 1909.06294 . Bibcode : 2019PhRvD.100k2004A. doi : 10.1103/PhysRevD.100.112004. S2CID  202573079.
  7. ^ abc Aduszkiewicz, A.; et al. (NA61/SHINE Collaboration) (2 декабря 2019 г.). "Измерения сечений образования и неупругого рассеяния для p+C, p+Be и p+Al при 60 ГэВ/ с и p+C и p+Be при 120 ГэВ/ с ". Physical Review D. 100 ( 11): 112001. arXiv : 1909.03351 . Bibcode : 2019PhRvD.100k2001A. doi : 10.1103/PhysRevD.100.112001. S2CID  202540178.
  8. ^ Адушкевич, А. и др. (NA61/SHINE Collaboration) (10 сентября 2018 г.). "Измерения сечений полного образования π + +C, π + +Al, K + +C и K + +Al при 60 ГэВ/ с и π + +C и π + +Al при 31 ГэВ/ с ". Physical Review D. 98 ( 5): 052001. arXiv : 1805.04546 . Bibcode : 2018PhRvD..98e2001A. doi : 10.1103/PhysRevD.98.052001. S2CID  53657928.
  9. ^ Али, Y.; Улла, S.; Хаттак, SA; Аджаз, M. (28 марта 2019 г.). «Изучение пион-каона и протона во взаимодействиях протон-углерод при 158 ГэВ/c с использованием моделей рождения адронов». Modern Physics Letters A . 34 (10): 1950078. Bibcode :2019MPLA...3450078A. doi :10.1142/S0217732319500780. S2CID  127251073.
  10. ^ Адушкевич, А.; и др. (Сотрудничество NA61/SHINE) (май 2020 г.). " Рождение мезонов K ∗ (892) 0 в неупругих взаимодействиях p+p при импульсе пучка 158 ГэВ/ c , измеренном NA61/SHINE на SPS в ЦЕРНе". The European Physical Journal C . 80 (5): 460. arXiv : 2001.05370 . Bibcode :2020EPJC...80..460N. doi :10.1140/epjc/s10052-020-7955-1. S2CID  210718327.
  11. ^ Тефельска, Ангелика (2020). "$$K^{*}(892)^0$$ Производство в p$$+$$p взаимодействиях от NA61/SHINE". XVIII Международная конференция по странностям в кварковой материи (SQM 2019) . Springer Proceedings in Physics. Том 250. С. 315–318. arXiv : 1911.01818 . doi :10.1007/978-3-030-53448-6_49. ISBN 978-3-030-53447-9. S2CID  207870670.
  12. ^ Abgrall, N.; et al. (NA61/SHINE Collaboration) (март 2014). "Измерение спектров отрицательно заряженных пионов в неупругих взаимодействиях p+p при plab = 20, 31, 40, 80 и 158 ГэВ/c". The European Physical Journal C . 74 (3): 2794. arXiv : 1310.2417 . doi : 10.1140/epjc/s10052-014-2794-6 . S2CID  56103527.
  13. ^ ab Aduszkiewicz, A.; et al. (NA61/SHINE Collaboration) (2019). Отчет об эксперименте NA61/SHINE в CERN SPS (Отчет). Отчет о состоянии. Том CERN-SPSC-2019-041. doi :10.17181/CERN.E3JY.7Z6E.
  14. ^ Abgrall, N.; et al. (Сотрудничество NA61/SHINE) (ноябрь 2016 г.). "Измерения дифференциальных выходов π± с поверхности реплики мишени T2K для входящих протонов 31 ГэВ/c с помощью спектрометра NA61/SHINE на SPS ЦЕРНа". The European Physical Journal C . 76 (11): 617. arXiv : 1603.06774 . Bibcode :2016EPJC...76..617A. doi : 10.1140/epjc/s10052-016-4440-y . S2CID  55382653.
  15. ^ Catanesi, MG; et al. (2006). «Измерение сечения образования положительных пионов в столкновениях p–Al при». Nuclear Physics B . 732 (1–2): 1–45. arXiv : hep-ex/0510039 . doi :10.1016/j.nuclphysb.2005.10.016. S2CID  119507867.
  16. ^ ab Aduszkiewicz, A.; et al. (NA61/SHINE Collaboration) (2015). Отчет об эксперименте NA61/SHINE (Отчет). Отчет о состоянии. Том CERN-SPSC-2015-036. doi :10.17181/CERN.38K1.4QRP.
  17. ^ Abgrall, N.; et al. (Сотрудничество NA61/SHINE) (2013). Отчет об эксперименте NA61/SHINE в CERN SPS (Отчет). Отчет о состоянии. doi :10.17181/CERN.91DL.3G3V.
  18. ^ abc Дэвис, Николаос (2020). «Поиск критической точки сильно взаимодействующей материи в столкновениях ядер-ядер в ЦЕРН SPS». Конференция Европейского физического общества по физике высоких энергий (EPS-HEP2019) . Труды науки. Том 364. стр. 305. doi : 10.22323/1.364.0305 . S2CID  228963987.
  19. ^ Ачарья, А.; и др. (Сотрудничество NA61/SHINE) (октябрь 2020 г.). «Измерения образования π − в столкновениях 7 Be + 9 Be при импульсах пучка от 19 A до 150 A ГэВ/ c в эксперименте NA61/SHINE на SPS ЦЕРНа». The European Physical Journal C. 80 ( 10): 961. arXiv : 2008.06277 . Bibcode : 2020EPJC...80..961A. doi : 10.1140/epjc/s10052-020-08514-6. S2CID  222277028.
  20. ^ Lewicki, M. (2017). "Спектры пионов во взаимодействиях Ar+Sc при энергиях SPS". Acta Physica Polonica B Proceedings Supplement . 10 (3): 645. arXiv : 1612.01334 . doi : 10.5506/APhysPolBSupp.10.645. S2CID  119011438.
  21. ^ Ачарья, А.; и др. (Сотрудничество NA61/SHINE) (май 2021 г.). «Спектры и средние множественности π− в центральных столкновениях 40Ar + 45Sc при импульсах пучка 13A, 19A, 30A, 40A, 75A и 150A ГэВ/с, измеренных спектрометром NA61/SHINE на ЦЕРН SPS». The European Physical Journal C. 81 ( 5): 397. Bibcode : 2021EPJC...81..397A. doi : 10.1140/epjc/s10052-021-09135-3 . S2CID  236615453.
  22. ^ Адушкевич, А.; и др. (Сотрудничество NA61/SHINE) (2018). Отчет об эксперименте NA61/SHINE в CERN SPS (Отчет). Отчет о состоянии. Том CERN-SPSC-2018-029. doi :10.17181/CERN.XNSX.G8FK.
  23. ^ Каширин, Е.; Селюженков, И.; Голосов, О.; Клочков, В. (декабрь 2020 г.). «Измерение направленного потока в столкновениях Pb+Pb при p lab = 13 A ГэВ/c, собранное с помощью NA61/SHINE в SPS». Journal of Physics: Conference Series . 1690 : 012127. doi : 10.1088/1742-6596/1690/1/012127 . S2CID  234506920.
  24. ^ Alt, C.; et al. (30 июня 2008 г.). "Корреляции Бозе-Эйнштейна пар π − π − в центральных столкновениях Pb+Pb при 20 A, 30 A, 40 A, 80 A и 158 A ГэВ". Physical Review C . 77 (6): 064908. arXiv : 0709.4507 . doi :10.1103/PhysRevC.77.064908. S2CID  119200777.
  25. ^ Адушкевич, А.; и др. (Сотрудничество NA61/SHINE) (2018). «Исследование столкновений адрон-ядро и ядро-ядро на SPS ЦЕРН: ранние измерения после LS2 и планы на будущее». Приложение (Предложение). CERN-SPSC-2018-008, SPSC-P-330-ADD-10.
  26. ^ «Протокол 136-го заседания SPSC, вторник и среда, 21–22 января 2020 г.». 2020. CERN-SPSC-2020-003; SPSC-136.
  27. ^ «Протокол 232-го заседания Исследовательского совета, состоявшегося 11 марта 2020 года». 2020. CERN-DG-RB-2020-495; M-232.
  • Сайт сотрудничества NA61/SHINE
  • Предложение NA61/SHINE
  • Сайт сотрудничества NA49
  • Официальный инстаграм коллаборации NA61/SHINE
  • Экспериментальная запись CERN-NA-061 на INSPIRE-HEP
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=NA61_experiment&oldid=1254004562"