Эксперимент STAR

STAR (RHIC, BNL, США)

Участие ИТЭФ в коллаборации STAR

Спин протона — 1/2. Это установлено уже давно. А вот как он складывается из спинов составляющих его кварков и глюонов становится понятно только сейчас. Уже более 10 лет назад нам известно, что валентные кварки переносят только 1/3 от спина протона. Прецизионные измерения доли морских кварков тоже не выявили компоненту протона, отвечающую за остальные 2/3 его спина. И только измерение поляризации глюонов дает возможность найти недостающий вклад. Ключевую роль в этих работах играют эксперименты на единственном в мире коллайдере поляризованных протонов RHIC.

Эксперимент STAR это один из двух основных экспериментов на коллайдере поляризованных протонов и тяжелых ионов RHIC, расположенном в Брукхевенской национальной лаборатории (США). В эксперименте принимает участие более 500 физиков из 57 институтов из 12 стран. ИТЭФ участвует в коллаборации с 2008 года, а в программе на RHIC с 1997 года, когда коллайдер еще только строился. Участие ИТЭФ сконцентрировано вокруг физических исследований с поляризованными протонами. RHIC является единственным в мире коллайдером поляризованных протонов и вторым после LHC действующим коллайдером по энергии пучков.

Сердцем установки является время-проекционная камера, обеспечивающая полное восстановление многотрековых событий. На рис. 1 показано зарегистрированное в эксперименте событие рождения антигелия.

В эксперименте STAR ИТЭФ вносит критический вклад в обеспечение считывания информации с кремниевых микростриповых детекторов, расположенных в римских горшках (рис. 2 и 3), и в работу с самими детекторами. Эти детекторы расположены симметрично относительно точки взаимодействия пучков на расстоянии 17 м от нее вблизи пучка. Они предназначены для регистрации частиц, рассеянных на очень малые углы и дополняют возможности эксперимента в области изучения упругого протон-протонного рассеяния, дифракции и центрального рождения. В последнем процессе в полной мере используются все возможности установки, позволяющей выделить события с определенным энерговыделением в центральной области с помощью детекторов в римских горшках и полностью восстановить эти процессы во время-проекционной камере. ИТЭФ участвует в обработке результатов, в первую очередь по упругому рассеянию на малые углы, где нами получены результаты по односпиновым и двуспиновым поперечным  асимметриям.

Рис. 1. схематическое восстановление события столкновения ионов золота с рождением антигелия (трек выделен красным).

Рис. 2. Станция с римскими горшками в туннеле коллайдера RHIC.

Рис. 3. Сборка кремниевых микростриповых детекторов для установки в римский горшок.