13–15 декабря 2022 года прошел международный онлайн-семинар по методам анализа и обработки данных в экспериментах на ускорительном комплексе NICA (NICA-2022), организованный совместно НИЯУ МИФИ и ОИЯИ.

Уникальность формата семинара обусловлена тем, что он впервые объединил людей, занимающихся теорией и анализом реальных данных экспериментов по изучению релятивистских ядро-ядерных столкновений, а также подготовкой новых экспериментов: BM@N («Барионная Материя на Нуклотроне») и MPD («Многоцелевой Детектор») на ускорительном комплексе NICA.

Коллективное фото части участников совещания

Главная научная задача этих экспериментов — исследование фазовой диаграммы сильно сжатой барионной материи в лабораторных условиях. В природе подобная материя образуется лишь в слияниях нейтронных звезд или в результате взрыва сверхновых.

В семинаре приняло участие более 100 ученых из Болгарии, Бразилии, Израиля, Китая, Мексики, России, США, среди которых экспериментаторы из международных коллабораций: BM@N (NICA), MPD (NICA), NA61/SHINE (CERN), STAR (BNL) и ALICE (CERN) и теоретики из Лаборатории теоретической физики ОИЯИ и других научных центров, работающих в области изучения сильно-взаимодействующей материи.

Программа семинара включала в себя доклады, сгруппированные по следующим темам: 1. Фазовые переходы в квантовой хромодинамике и уравнение состояния горячего ядерного вещества; 2. Гидродинамика, потоки и поляризация частиц рожденных в ядерных столкновениях; 3. Рождение странности, кластеров и гиперядер; 4. Прямые фотоны и дилептоны.

Слайд из доклада Ши Шусу

Так, Виктор Брагута (ОИЯИ) рассказал о принципах исследования фазовых переходов в квантовой хромодинамике методами вычислений на пространственно-временных решетках. Общий обзор фазовых переходов в различных системах был дан Дмитрием Воскресенским (ОИЯИ, МИФИ), который подчеркнул, что свойства частиц, составляющих плотные сильно взаимодействующие системы, могут существенным образом отличаться от их свойств в вакууме. Различные принципы построения уравнения состояния материи, формирующейся в столкновениях тяжелых ионов, были представлены Евгением Коломейцевым (ОИЯИ). Джорджио Торриери (Бразилия) увлекательно рассказал о принципах, лежащих в основе гидродинамического подхода к описанию ядро-ядерных столкновений. Новые результаты эксперимента STAR, полученные в рамках программы сканирования по энергии на коллайдере RHIC, были представлены Ши Шусу (Китай). Утверждалось, что новые данные, полученные в столкновениях при энергиях порядка √s_NN =3 ГэВ, могут дать новую информацию о свойствах ядерной материи и ее уравнении состояния. Был сделан интересный доклад о возможности использования данных по азимутальным коллективным потокам частиц для исследования микроскопической структуры сталкивающихся ядер. Тридцатитрехлетняя история исследований эллиптических потоков частиц была красочно иллюстрирована в докладе Аркадия Тараненко (МИФИ). Планы будущих экспериментов с рождением очарованных частиц в эксперименте ALICE на ускорителе БАК были изложены в докладе Юрия Харлова (ИФВЭ НИЦ КИ).

Слайд из доклада Александра Зинченко

Возможность наблюдения рождения ядерных кластеров и гиперядер, а столкновениях при энергиях достижимых на комплексе NICA обсуждалась в докладе Виктора Киреева (ОИЯИ), а теоретические вычисления, выполненные в рамках гидродинамического подхода, были представлены Мариной Кожевниковой (ОИЯИ). Предполагаемым исследованиям по изучению рождения странных частиц в эксперименте MPD был посвящен доклад Александра Зинченко (ОИЯИ). Свежие данные о рождении каонов и пионов полученные в эксперименте BM@N активно обсуждались участниками во время и после доклада Василия Плотникова (ОИЯИ). Михаил Мамаев (МИФИ) проанализировал возможности измерения коллективных потоков протонов в эксперименте BM@N. Так совпало, что в дни проведения семинара эксперимент BM@N начал свой первый эксперимент по изучению столкновений тяжелых ядер ксенона (Xe) с мишенью из цезия Cs(I). Олег Рогачевский (ОИЯИ) рассказал об исследованиях двух-частичных корреляций в столкновениях при энергиях комплекса NICA.

Слайд из доклада Ицхака Церруя

Ицхак Церруя (Израиль) дал обзор возможных экспериментальных проявлений восстановления киральной симметрии в плотной и горячей сильновзаимодействующей материи в рождении фотонов, а Дмитрий Пересунько (НИЦ КИ) представил экспериментальный статус наблюдения рождения фотонов и дилептонов в ядерных столкновениях. Этой же теме был посвящен теоретический доклад Алексея Ларионова (ОИЯИ).

Слайд из доклада Субхаша Сингха

Шесть докладов второго дня совещания были посвящены теме поляризации спина гиперонов и векторных мезонов рожденных в столкновениях неполяризованных ядер. Текущий статус измерений поляризации гиперонов, проведенных в экспериментах на комплексе RHIC, был доложен Субхашем Сингха (Китай), а глава коллаборации MPD Виктор Рябов (ПИЯФ НИЦ КИ, ОИЯИ) рассказал об измерениях поляризации векторных мезонов. О новой программе определения поляризации гиперонов на эксперименте MPD было рассказано в докладе Елизаветы Назаровой (ОИЯИ). Как аргументировалось в докладе Вадима Воронюка (ОИЯИ), поляризация гиперонов связана с завихренностью ядерной материи, возникающей при столкновении ядер, которая сконцентрирована в виде двух вихревых колец. Возможность экспериментальной проверки такой картины обсуждалась в докладе Юрия Иванова (ОИЯИ, МИФИ). Альтернативный подход к пониманию возникновения поляризации гиперонов был предложен в докладе Алехандро Айала (Мексика).

Слайд из доклада Вадима Воронюка

Вопросы компьютерного сопровождения экспериментов на ускорительном комплексе Nuclotron-NICA также не остались без внимания, им были посвящены доклады Дмитрия Подгайного (ОИЯИ) и Игоря Пелеванюка (ОИЯИ).

В конце каждого дня было выделено специальное время для проведения дополнительного обсуждения докладов и дискуссий. Во время проведения докладов каждый участник мог задать в чате дополнительные вопросы, которые собирались модераторами семинара в один документ. Работа семинара заканчивалась только тогда, когда ответы на все вопросы были получены.

Публикация трудов семинара планируется в журнале MDPI Particles. По мнению большинства участников, семинар прошел очень успешно и вполне может считаться главным международным семинаром по релятивистской ядерной физике, который прошел в России в 2022 году. Было решено провести подобный семинар и в 2023 году.