В ИЯФ СО РАН впервые наблюдали процесс прямого рождения псевдовекторной частицы в электрон-позитронной аннигиляции

Такие процессы в электрон-позитронных столкновениях проходят через двухфотонное промежуточное состояние с виртуальными фотонами и сильно подавлены, оттого являются редкими и ранее никем не наблюдались

Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ
СО РАН) впервые наблюдали в эксперименте процесс прямого рождения
псевдовекторной частицы f1 (1285) на электрон-позитронном
коллайдере ВЭПП-2000 с детектором СНД, сообщает пресс-служба ИЯФ
СО РАН. Подобные процессы в электрон-позитронных столкновениях
проходят через двухфотонное промежуточное состояние с
виртуальными фотонами и сильно подавлены, поэтому являются
редкими и ранее никем не наблюдались. Результаты согласуются с
предсказаниями, сделанными теоретиками ИЯФ СО
РАН. Результаты
опубликованы в журнале Physics Letters B.

При низких энергиях основным механизмом рождения адронов в
процессе электрон-позитронной аннигиляции (взаимном исчезновении
с последующим рождением новых частиц) является переход через один
виртуальный фотон.
«Это доминирующий механизм образования адронов. Адроны рождаются
в векторном состоянии с квантовыми числами фотона. Однако
возможна реакция, когда переход к кваркам происходит не через
один виртуальный фотон, а через два. В этом случае может
рождаться частица с другими квантовыми числами, например,
псевдовекторная или тензорная. Наблюдаемый нами процесс прямого
рождения псевдовекторной частицы f1 (1285), как раз этот случай, –
рассказывает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, доктор
физико-математических наук Владимир Дружинин. – Но эти реакции
подавлены в 10 тысяч раз и наблюдать их очень непросто. До сих
пор на встречных электрон-позитронных пучках наблюдалось прямое
рождение только векторных частиц. Благодаря высокой светимости
коллайдера ВЭПП-2000 в эксперименте с детектором СНД мы смогли
выйти на уровень чувствительности достаточный, чтобы увидеть
процесс рождения резонанса f1 (1285)».

В результате эксперимента специалисты ИЯФ СО РАН зарегистрировали
два события процесса электрон-позитронной аннигиляции в частицу
f1 (1285) с ее последующим распадом на эта-мезон и два нейтральных
пи-мезона и далее на шесть гамма-квантов. Сечение рождения
f1 (1285) пропорционально вероятности обратного процесса, распада
f1 (1285) → e+e- . Обнаруженные события соответствуют
вероятности этого распада на уровне 5×10-9. Мезон f1 (1285) – это
возбужденное состояние «атома», состоящего из легких (u или d)
кварка и антикварка. Его свойства неплохо исследованы
экспериментально. Основываясь на экспериментальных данных
теоретики ИЯФ построили модель взаимодействия f1 (1285) -мезона с
фотонами и предсказали вероятность его распада на пару
электрон-позитрон. Предсказание и измерение, выполненные в ИЯФ СО
РАН, находятся в хорошем согласии.
Одним из направлений поиска физики за рамками Стандартной модели
(Новой физики) является измерение аномального магнитного момента
мюона и его сравнение с теоретическими расчетами. Величина этого
параметра складывается из суммы электромагнитных, слабых и
сильных взаимодействий. Вклад первых двух с высокой точностью
рассчитывается теоретически, а большую часть вклада сильных можно
узнать из экспериментальных данных по электрон-позитронной
аннигиляции в адроны. Измерение сечения этого процесса – одна из
основных задач, которые решают физики ИЯФ на коллайдере
ВЭПП-2000.
«Существует еще один небольшой адронный вклад в аномальный
магнитный момент мюона, связанный с процессом рассеяния света на
свете. Этот вклад рассчитывается с помощью феноменологических
моделей и имеет большую погрешность, которая с увеличением
точности экспериментов может стать доминирующей. Для уточнения и
проверки теоретических моделей нужны данные по двухфотонным
процессам, в частности, по прямому рождению f1 (1285)», –
добавляет Владимир Дружинин.