Ученые из Университета Улудаг (BUÜ) в турецкой Бурсе делают новые шаги в изучении суперсимметричных частиц, приближаясь к потенциальным открытиям.

Исследования проводятся в рамках эксперимента «Будущий кольцевой коллайдер» (Future Circular Collider — FCC), который должен стать преемником Большого адронного коллайдера (LHC), называемого «экспериментом века» Европейским центром ядерных исследований (CERN).

После одобрения заявки BUÜ на участие в эксперименте в 2020 году был подписан протокол о сотрудничестве с руководителем рабочей группы FCC в CERN, профессором Михаэлем Бенедиктом.

В рамках протокола преподаватели факультета естественных и гуманитарных наук BUÜ, доцент физики Джем Салих Юн и младший научный сотрудник Зеррин Кырджа, а также семь аспирантов занимаются теоретическими и феноменологическими исследованиями для проектируемого FCC.

Команда занимается анализом свойств новых частиц и разработкой экспериментальных установок для масштабного эксперимента, который планируется начать в 2040 году. На данный момент завершены исследования по трем частицам.

Результаты исследований помогут точнее определить взаимодействие бозона Хиггса с другими фундаментальными частицами, изучить базовую структуру материи, а также получить новые данные о суперсимметричных частицах и темной материи.

«Шанс смоделировать еще не проведенные эксперименты»

Юн рассказал «Анадолу», что в подземных ускорительных экспериментах частицы сталкиваются на очень высоких энергиях, и команда ищет частицы, для изучения которых потребуется еще более высокая энергия.

«Эксперимент проводится уже много лет и результаты постоянно обновляются. Последнее обновление было три-пять лет назад. Сейчас работы начаты заново. Планируется коллайдер с гораздо более высокой энергией, который заработает через 10–15 лет», — отметил Юн.

Он подчеркнул, что команда анализирует результаты предыдущих экспериментов и проверяет, какие теоретические модели соответствуют наблюдаемым данным. Используя компьютерные симуляции, ученые моделируют будущие эксперименты, чтобы предсказать, «чего ожидать, на какие процессы и взаимодействия обратить внимание».

«Создавая симуляции экспериментов, которые еще не проводились, мы получаем возможность изучать их заранее. Это позволяет понять, какие модели подтверждаются, а какие опровергаются, и публиковать результаты в научной литературе», — пояснил Юн.

«Мы расширяем каталог, добавляя новые частицы»

По словам Юна, исследования по точности измерений некоторых новых частиц в планируемом эксперименте уже завершены, а результаты опубликованы.

«Фактически создается своего рода новый каталог. На данный момент мы добавили в него 2–3 еще не наблюдавшиеся частицы. Продолжаем расширять каталог, добавляя новые частицы. Он будет содержать множество характеристик этих частиц: насколько они тяжелы, чтобы их можно было наблюдать в новом эксперименте, в какие взаимодействия они могут вступать и многое другое»,- пояснил он.

Ученый также обратил внимание на масштаб возможных открытий. По его оценкам, в мире существует столько еще не обнаруженных частиц, что их количества хватило бы, чтобы «удвоить население планеты. «Наша главная цель — добиться максимальной чувствительности. Мы ищем способы наблюдать и тестировать частицы с наивысшей точностью. Даже добавление одной частицы — это уже большое достижение. В ближайшие два-три года планируем добавить как минимум еще четыре-пять частиц»,- сказал он.

Младший научный сотрудник Зеррин Кырджа отметила, что команда работает над частицами, способными дать ответы на ключевые вопросы моделей для крупнейшего в мире коллайдера — как с точки зрения энергопотенциала, так и масштабов строительства.

«Когда эксперимент начнется, будет особенно интересно увидеть, насколько близко наши предсказания соответствуют реальным результатам. В этих экспериментах ведется междисциплинарная работа, и все это, естественно, переносится в технологии. Наблюдать за процессом, участвовать в нем и быть его частью нас вдохновляет. А самое большое воодушевление — видеть интерес студентов к этой области», — подчеркнула Кырджа.