Ученые в ЦЕРНе моделируют поведение частиц темной материи

Ученые коллаборации NA64 в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) разработали программу, моделирующую рождение и поведение нескольких классов частиц гипотетической темной материи. В разработке участвовали молодые ученые Томского политехнического университета.

По словам исследователей, такие прогнозы необходимы для проектирования детекторов, пытающихся «уловить» новые элементарные частицы. Устройство генератора описано в статье, опубликованной в журнале Computer Physics Communications.

Эксперимент NA64 проводится на протонном суперсинхротроне (Super Proton Synchrotron, SPS) — кольцевом ускорителе частиц ЦЕРНа. С 2020 года Томский политех официально стал ассоциированным членом коллаборации NA64. Ученые ТПУ задействованы в анализе данных, поступающих с детекторов, моделировании постановок а и общих работах.

Задача всего а — создать условия, при которых могли бы образовываться частицы темной материи. Предполагается, что темная материя, существование которой допускает целый ряд космологических наблюдений, состоит из неизвестных на сегодняшний день массивных частиц. Доказательство существования темной материи необходимо для объяснения астрофизических явлений вроде аномальной скорости вращения внешних областей галактик, особенностей реликтового изл, движения звездных скоплений и их столкновений, а также для объяснения самого происхождения Вселенной.

  ФСК построит около 1,3 тыс км ВЛ-220-500 кВ в Ростовской области до 2016г

«Чтобы создавать детекторы, которые способны регистрировать такие частицы, предсказанные теоретически, нужно понимать, а что же нам регистрировать. Для этого важно заранее смоделировать, предсказать свойства и поведение частиц. Сделать это можно с помощью статистических генераторов методами Монте-Карло. Наша коллаборация разработала такой генератор для четырех возможных классов легкой темной материи. Они похожи между собой условиями рождения через механизм электромагнитного смешивания.

Он создан на основе известного инструмента для моделирования, ранее разработанного в ЦЕРНе, — Geant4. Несмотря на то, что он общеный, работа с ним и создание для него новых модулей требуют серьезной квалификации», — гоит один из авторов статьи, инженер Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ренат Дусаев.

Генератор делает прогноз на основе тех данных о частицах, которые уже известны. Точнее — считаются теоретически предсказанными. Это, например, их квантовые числа, масса, константы связи и так далее.

«Эффективность генератора, то есть быстродействие программы, зависит от мажорирующей функции. И вот ее нужно удачно подобрать, это зависит от чистой математической интуиции. В данном случае нам удалось подобрать хороший вариант, который позволяет генератору работать максимально эффективно, насколько это в принципе возможно. Часть Томского политеха — это как раз работа с мажорирующей функцией и интеграция модулей с Geant4», — гоит ученый.   На основе исходных данных генератор моделирует поведение частиц: их движение, рассеивание, частоту появления.

  Заместитель председателя Правительства Красноярского края Виктор Томенко посетил Зеленогорск

«Прежде всего нас интересуют параметры — как часто частицы могут появляться, и куда они летят. Это крайне важно для постановки а», — добавляет Ренат Дусаев.

йте наш Телеграм-канал https://t.me/ieport_new

Читайте также: Носледние новости России и мира сегодня.

Pin It

Добавить комментарий