Четверг 21 октября 2021 года
Мы
в соцсетях

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Новый математический генератор помогает ученым в ЦЕРНе предсказывать поведение частиц темной материи


Новый математический генератор помогает ученым в ЦЕРНе предсказывать поведение частиц темной материи

Понедельник, 30 Августа 2021 11:12
Новый математический генератор помогает ученым в ЦЕРНе предсказывать поведение частиц темной материи Фото: ТПУ

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 (IF: 4,390; Q1).

 

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 эксперимента и общих работах.

 

Задача всего эксперимента — 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 излучения, движения звездных скоплений и их столкновений, а также для объяснения самого происхождения Вселенной.

 

«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 общедоступный, работа с ним и создание для него новых модулей требуют серьезной квалификации», — говорит 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», — говорит ученый.

 

На основе исходных данных генератор моделирует поведение частиц: их движение, рассеивание, частоту появления.

 

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

 

Справка:

 

Ученые ТПУ участвуют в работе нескольких коллабораций и департаментов Европейской организации по ядерным исследованиям — ЦЕРН. Так, в коллаборации CMS ученые вуза ведут исследования в рамках проекта BRIL по измерению характеристик пучка частиц. В коллаборации LHCb они работают над модернизацией трекового детектора Sci-Fi, проводят анализ распадов прекрасных и очарованных мезонов, ведут поиск экзотических частиц. В рамках коллаборации NA64 ведутся исследования по поиску темной материи, в эксперименте COMPASS проводят исследования структуры адронов. Томские политехники также участвуют в создании новейших методов диагностики и управления пучком протонов коллайдера совместно с отделением по ускорительным технологиям.

 

 Материал предоставлен пресс-службой Томского политехнического университета

 
 

Яндекс.Дзен

Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Новости партнеров
Главное за сутки
Соединенные Штаты хотят наказать "Газпром" за нарушение санкций Соединенные Штаты хотят наказать "Газпром" за нарушение санкций Соединенные Штаты Америки намерены привлечь российскую энергетическую компанию "Газпром" к ответственности за нарушение санкций. Как сообщает РИА Новости, такое заявление сделал первый заместитель министра финансов Уолли Адейемо. Заместитель главы американского…
Что спасло Москву от полного уничтожения во время ВОВ Что спасло Москву от полного уничтожения во время ВОВ Осенью 1941-го года столица СССР готовилась к удару со стороны гитлеровской группы армий "Центр", которая стремительно продвигалась на восток. Уличные баррикады, километры окопов, пустынные улицы и предчувствие большой беды —…
Украина осталась без газа и без денег Украина осталась без газа и без денег Глядя на Украину со стороны, невозможно отделаться от мысли, что присутствуешь в театре абсурда. После долгого молчания насчет скандала относительно своих офшоров Зеленский заявил, что занимался не отмыванием денег, а…
Интернет и СМИ
Читайте также
В Нью-Гэмпшире слышали странный мощный взрыв, сотрясший землю В Нью-Гэмпшире слышали странный мощный взрыв, сотрясший землю Утром десятого октября жители Нью-Гэмпшира (США) услышали и ощутили мощный взрыв, от которого буквально затряслась земля. Как пишет издание The New York Times, никто точно не знает, что это было.…
Британские ученые рассказали о «запахе скорой смерти» Британские ученые рассказали о «запахе скорой смерти» Новое исследование британских ученых, о котором сообщает "Пятый канал", посвящено "запаху смерти" — специфическому аромату, по которому можно узнать о приближающейся кончине. Научную работу представили сотрудники школы психологии при Университете…
В случае опасности для жизни всех быстрее реагирует обоняние В случае опасности для жизни всех быстрее реагирует обоняние Результаты двух экспериментов, проведенных исследователями из Каролинского института в Швеции, показывают, что нервы, расположенные глубоко внутри нашего носа и передающие информацию о запахах, начинают обрабатывать неприятные запахи в момент их…
Тема дня
Для чего Россия зовет США в «Минск» Для чего Россия зовет США в «Минск»

Москва давно предлагала Вашингтону подключиться к нормандскому формату для остановки конфликта в Дон...

Фото
Гора Ольга (Ката-Тьюта) в Австралии Гора Ольга (Ката-Тьюта) в Австралии

Гора Ольга (Ката-Тьюта) находится в Национальном парке Австралии Улуру-Ката-Тьюта и состоит из 36 ма...

Опрос

Когда начнутся поставки газа через «Северный поток – 2»?

 

Анекдот дня

Учительница русского языка проверяла сочинение и увидела ошибку в словосочетании: «Опыт в жизни приходит с гадами», но потом подумала и решила не исправлять. 

Еще »
Комментарии для сайта Cackle

СМИ2
Infox
В мирах Млечного пути могла зародиться форма жизни с инопланетной ДНК
В Ирландии найдены древние загадочные постройки
Lentainform
Последние комментарии
 

Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-68260 от 27.12.2016, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.