НИЯУ МИФИ вступил в эксперимент CMS на Большом адронном коллайдере

Группа физиков из МИФИ принимает активное участие в разработке методик калибровки и программного обеспечения адронного калориметра.

CMS – это один из двух универсальных детекторов, работающих на крупнейшем в мире коллайдере LHC (Большом адронном коллайдере). Хотя название эксперимента расшифровывается как Компактный Мюонный Соленоид, это в действительности громадный и сложнейший детектор как видно на нижеприведенном рисунке.

На этом детекторе работает около 4 тысяч ученых, инженеров и студентов из 182 университетов из 42 стран. Основной научной задачей эксперимента является изучение свойств Бозона Хиггса и поиски явлений, выходящих за рамки современной теории элементарных частиц, которая скромно называется «Стандартная Модель», хотя это, возможно, самая совершенная теория, когда-либо созданная человечеством. Большие усилия направлены на поиски так называемых Суперсимметричных частиц, предсказанных еще в 1970 году Ю.Гольфандом и Е.Лихтманом в ФИАНе. Другими примерами являются поиски дополнительных измерений пространства и поиски темной материи.

CMS является не только фабрикой первоклассных научных результатов, но и настоящей кузницей кадров. В CMS работает около 1500 аспирантов и студентов. Именно

такая интеграция первоклассной науки и образования стала основой мотивацией для вступления МИФИ в CMS.

Кроме того CMS начинает использовать кремниевые фотоумножители (SiPM) – революционно новые фотодетекторы, изобретенные в России с большим участием физиков МИФИ под руководством профессора Б.А.Долгошеина. Сотрудники кафедры 7 внесли ключевой вклад в создание первого физического прибора с масштабным использованием SiPM – калориметра коллаборации CALICE c 8 тысячами SiPM. Надо отметить, что недавно концепция калориметра CALICE была принята за основу для модернизации переднего калориметра CMS. Ученые МИФИ уже участвуют в разработке этого детектора и примут участие в его создании. Свидетельством их вклада явилось приглашение сотрудника МИФИ сделать доклад о радиационной стойкости элементов этого детектора на международной конференции.

Сотрудники МИФИ активно занимаются калибровкой существующего калориметра. Калибровка адронного калориметра проводится регулярно в ходе эксперимента. Она включает проверку однородности отклика детектора и определение абсолютной энергетической шкалы, которая принципиально важна для последующего физического анализа. Калибровочные коэффициенты постоянно уточняются по мере набора данных. Группа МИФИ принимает активное участие в разработке методик калибровки и программного обеспечения. Еще одним направлением, в котором работает группа МИФИ, является изучение свойств тяжелых кварков и поиск новых явлений. Хотя со времени приема МИФИ в CMS (06.09.2014) не прошло еще и года группа МИФИ уже активно работает в эксперименте.

Особенно интересное время начинается прямо сейчас. После модернизации энергия LHC увеличена почти в два раза до 13 ТэВ. Это позволит сделать еще один рывок в познании того, как устроена материя. На рисунке приведено одно из первых, зарегистрированных в CMS, событий при рекордной энергии.