8-12 июля 2024 г. в Петербургском институте ядерной физики им. Б. П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт» (НИЦ КИ – ПИЯФ) прошла очередная, 9-я Международная конференция по структуре адронов и фундаментальным взаимодействиям (HSFI-2024), организованная ПИЯФ, Санкт-Петербургским государственным университетом (СПбГУ), Санкт-Петербургским политехническим университетом им. Петра Великого (СПбПУ), Институтом физики им. В. А. Фока СПбГУ и Объединенным институтом ядерных исследований.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Целью конференции являлся обзор и обсуждение прогресса в теории и эксперименте физики адронов, квантовой хромодинамике (КХД), в теории Стандартной модели и ее обобщениях, физике нейтрино и последних экспериментальных достижениях на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН (Женева, Швейцария) и на готовящемся к запуску коллайдере NICA в ОИЯИ, а также в других мировых центрах физики низких, промежуточных и высоких энергий и ядерной физики.

На мероприятии были заслушаны доклады ведущих мировых ученых по различным актуальным проблемам и задачам физики высоких энергий. Состоялось активное обсуждение прогресса в теоретических и экспериментальных исследованиях по инклюзивному взаимодействию лептонов с поляризованными и неполяризованными мишенями, изучению структуры адронов и экзотических состояний, разработке и использованию пертурбативных и непертурбативных методов в КХД, а также физике бозона Хиггса, тяжелых кварков, экзотических кварковых состояний, физике нейтрино и многих других аспектах сильных взаимодействий, Стандартной модели и новой физики за ее пределами.

В работе конференции приняли участие более восьмидесяти ученых, аспирантов и студентов из Австралии, Индии, Италии, Казахстана, Китая, России, Сирии, США, Южной Кореи, представляющих ПИЯФ (Гатчина), НИЦ КИ (Москва), НИЦ КИ – ИФВЭ (Протвино), СПбГУ и СПбПУ (Санкт-Петербург), НИИЯФ МГУ (Москва), ОИЯИ (Дубна), НГУ (Новосибирск), СамГУ (Самара), МФТИ (Москва), ИЯИ РАН (Москва), ИЯФ СО РАН (Новосибирск), МИ РАН (Москва), ИЯФ (Алматы, Казахстан). Участники из Университета Калабрии (Ренде, Италия), Университета Маккуори (Сидней, Австралия), Шаньдунского университета науки и технологий (Циндао, Китай), Университета Черногории (Подгорица, Черногория), Университета Джорджа Вашингтона (Вашингтон, США) и Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Стэнфорд, США) выступили со своими докладами удаленно. Самой представительной была делегация из ОИЯИ: пять участников из ЛТФ, девять из ЛФВЭ и один из ЛЯП.

Конференция началась с вызвавшего огромный интерес доклада члена-корреспондента РАН Анатолия Сереброва (ПИЯФ), который доложил об интерпретации результатов эксперимента NEUTRINO-4 по указанию на проявление стерильных нейтрино как указание на существование правых W-бозонов, т. е. на существование зеркальных частиц расширенной Стандартной модели, которые могли бы представлять собой темную материю вселенной. Обсуждению общих проблем нейтринной физики был посвящен обзорный доклад Юрия Куденко (ИЯИ РАН), где обсуждались действующие и планируемые эксперименты: NEUTRINO-4 (ПИЯФ), DANSS (НИЦ КИ, ОИЯИ), BEST (ИЯИ РАН), Baikal-GVD (ОИЯИ, ИЯИ РАН), T2HK (Япония), Daya Bay и JUNO (Китай), RENO (Южная Корея), IceCube, DUNE, NOVA (США) и др.

Результаты эксперимента NA64 на SPS (Super Proton Synchrotron) в ЦЕРН по поиску частиц за пределами Стандартной модели в легком секторе, которые, в частности, могли быть частицами темной материи, были изложены в докладе Дмитрия Кирпичникова (ИЯИ РАН) и Дмитрием Пешехоновым (ЛФВЭ ОИЯИ).

Интересный подход по поиску проявлений новой физики за пределами Стандартной модели в нуклон-нуклонных взаимодействиях был представлен Владимиром Ворониным (ПИЯФ) в дифракционном рассеянии нейтронов. Перспективы прецизионного измерения времени жизни нейтрона, которое, в частности, влияет на точность определения асимметрии материи-антиматерии вселенной, обсуждались Виктором Ежовым (ПИЯФ).

Свойство натуральности Стандартной модели, определяемой эволюцией массы бозона Хиггса, как было показано в докладе Виктора Кима (ПИЯФ), распространяется на более обширный диапазон энергий, чем считалось до сих пор, поэтому энергии БАК, возможно, не хватит, чтобы увидеть новые эффекты в Стандартной модели или проявления Новой физики за ее пределами.

Член-корреспондент РАН Александр Белавин (ИТФ РАН, Черноголовка) рассказал про новые идеи компактификации многомерных суперструн к нашему четырехмерному пространству, где появляется возможное обоснование существования темной материи вселенной. Термодинамика черных дыр и проблема горизонта обсуждалась в докладе Иэна Нэйгла (Университет Маккуори, Австралия).

Традиционно на конференции были представлены ведущие экспериментальные коллаборации физики высоких энергий: ATLAS, CMS, LHCb и ALICE, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН. Обсуждались новые данные БАК по физике бозона Хиггса, уточнению Стандартной модели и поискам Новой физики. В частности, Юрий Нарышкин (ПИЯФ) доложил о результате ATLAS по первому измерению квантовой запутанности при образовании топ-кварков.

О свежих результатах эксперимента LHCb рассказал Алексей Дзюба (ПИЯФ) и Дарьей Савриной (НИЦ КИ, НИИЯФ МГУ). Большой интерес вызвали недавно открытые пятикварковые и четырехкварковые резонансы с очарованными кварками в эксперименте LHCb и наблюдение возможной неуниверсальности электронных и мюонных взаимодействий в этом же эксперименте. Возможные отклонения от предсказаний Стандарной модели обсуждались Айдосом Исадыковым (ЛТФ ОИЯИ, ИЯФ РК).

Однако доклад Игоря Страковского (Университет Джорджа Вашингтона) был посвящен загадке отсутствия образования пятикварковых резонансов с очарованными кварками как в экспериментах в JLAB (Ньюпорт-Ньюс, США), так и в BELLE на KEKB, которая в настоящий момент ставит знак вопроса в существовании и свойствах пятикварковой экзотики.

Современный статус спектроскопии адронов и экзотики в легком секторе обсуждался в обзорном докладе Андрея Саранцева (ПИЯФ). Юрий Хохлов и Валерий Дорофеев (ИФВЭ) выступили с докладом об указаниях на проявления экзотических состояний, обладающих многокварковыми и глюбольными свойствами, в эксперименте ВЕС на ускорителе У70 в ИФВЭ (Протвино). О предсказаниях в дикварковом подходе для образования экзотических адронных состояний тетракварков доложил Андрей Зеленов (ПИЯФ).

Интересные результаты по динамике образования адронов, требующие нетривиального объяснения, были представлены из альма-матер коллайдерной физики – ИЯФ СО РАН (Новосибирск) коллаборациями СНД (Владимир Дружинин, Алексей Харламов), КМД-3 (Евгений Солодов) и КЕДР (Татьяна Харламова), работающими на е+е- коллайдере ВЭПП-2000.

Физическая программа эксперимента SPD для стадии высокоинтенсивных поляризованных и неполяризованных протон-протонных и дейтрон-дейтронных соударений на коллайдере NICA в ОИЯИ была изложена в докладе Амареша Датты (ЛЯП ОИЯИ). Тяньбо Лью (Шаньдунский университет науки и технологий) рассказал про физику на строящимся в Китае электрон-ионном коллайдере. Этот коллайдер, наряду со строящемся в США аналогичным ускорителем, будет источником физических результатов, дополняющих поляризованную физику NICA. Как разрешить спиновый кризис протона, наблюдающийся в экспериментах с поляризованными пучками, предложил Борис Ермолаев (ФТИ РАН).

10 июля конференционные сессии HSFI-2024 по физике соударений ультрарелятивистских ядер проводились в конференц-центре «Менделеев» СПбГУ в центре Санкт-Петербурга. В начале утренней сессии член-корреспондент РАН Ирина Арефьева рассказала об интересных идеях, следующих из голографического подхода дуальности КХД/АдС, для физики соударений тяжелых ядер при высоких энергиях.

Александр Малахов и Михаил Токарев из ЛФВЭ ОИЯИ доложили об интересных нетрадиционных подходах к множественному образованию адронов.

Представители СПбГУ научной школы М. А. Брауна Владимир Вечернин, Владимир Коваленко, Евгений Андронов, Дарья Прохорова и др., развивающие основанный им подход, обсуждали многообразные следствия для наблюдаемых величин в множественном образовании адронов при высоких энергиях, в частности, слияние цветовых струн при их высокой плотности и т. д.

В этот день также обсуждались недавние результаты, полученные на пучках тяжелых ионов экспериментами NA61/SHINE на SPS в ЦЕРН группой СПбГУ и BM@N на Нуклотроне в ОИЯИ Василием Плотниковым, Вадимом Колесниковым и Михаилом Мамаевым из ЛФВЭ ОИЯИ. Дмитрий Соснов (ПИЯФ) представил от имени коллаборации CMS первое измерение на БАК дифракционных протон-ядерных соударений, которое впервые показало, что в дифракционных процессах при сверхвысоких энергиях для тяжелых ядер электромагнитный вклад может доминировать над вкладом сильных взаимодействий.

Большое внимание привлекло выступление Виктора Рябова (ПИЯФ, ЛФВЭ ОИЯИ), руководителя эксперимента MPD, о статусе и перспективах первоначальной стадии работы на вводящемся в ближайшее время в строй коллайдере NICA в ОИЯИ для соударений релятивистских ядер. Дмитрий Иванищев (ПИЯФ, СПбПУ) рассказал о планируемых измерениях MPD на первой стадии.

Традиционные для данной конференции вопросы КХД при высоких энергиях обсуждались в докладах члена-корреспондента РАН Виктора Фадина (ИЯФ СО РАН), Алессандро Папы (Университет Калабрии), Наташи Райчевич (Университет Черногории), Алексея Чернышева (СамГУ). Виктор Ким (ПИЯФ) рассказал о проявлениях эволюции Липатова-Кураева-Фадина-Балицкого (БФКЛ) высокоэнергетической асимптотики КХД. Недавние измерения CMS, представленные Вадимом Орешкиным (ПИЯФ), по двухструйным событиям с большим разделением по быстроте показывают на значительный вклад БФКЛ эволюции, что является первым прямым проявлениям БФКЛ асимптотики.

Теоретические аспекты непертурбативной КХД и прогресс в решеточных подходах обсуждались Енгу Хо (ЛТФ ОИЯИ), Ильей Кудровым (ИФВЭ) и Романом Жоховым (ИФВЭ, ИЗМИРАН).

О результатах по пертурбативной КХД для глубоконеупругого рассеяния доложили Анатолий Котиков (ЛТФ ОИЯИ) и Андрей Катаев (ИЯИ РАН). Результаты по КХД на световом фронте были представлены в обзоре Стэнли Бродского (SLAC) и в докладе Михаила Малышева (ПИЯФ).

Конференция с успехом продолжает традиции, заложенные еще в ЛИЯФ АН СССР при проведении международных симпозиумов по нуклон-нуклонным и нуклон-ядерным взаимодействиям при промежуточных энергиях, всесоюзных конференций по взаимодействиям при высоких энергиях в 80-х, международных конференций по физике пертурбативной КХД (1989), по физике на световом конусе и малых-х (1998), по уравнениям эволюций ДГЛАП и БФКЛ (2000), физике глубоконеупругого рассеяния DIS-2003 и физике БАК LHCP-2015. Данная серия конференций началась в 2004 г. Причем серия конференций по структуре адронов и квантовой хромодинамике HSQCD давно получила неформальное название «Липатовские конференции», так как ее основным организатором являлся академик РАН Лев Липатов (02.05.1940 – 4.09.2017), выдающийся российский ученый, чьи многие работы стали классическими для высокоэнергетического рассмотрения в квантовой теории поля, квантовой электродинамике, квантовой хромодинамике и квантовой гравитации. Конференция HSQCD’2018 была посвящена памяти академика Липатова.

Одними из основных тематик конференции являются проблемы КХД, где, как известно, ведущие роли играли советские и российские ученые. При высоких энергиях ключевым является свойство факторизации вкладов больших и малых расстояний (Анатолий Ефремов, Анатолий Радюшкин – ЛТФ ОИЯИ), где эволюция непертурбативных партонных распределений описываются уравнениями Грибова-Липатова-Альтарелли-Паризи-Докшицера (ДГЛАП) и БФКЛ, а вклад малых расстояний вычисляется по теории возмущений (Алексей Владимиров, Дмитрий Казаков, Анатолий Котиков, Сергей Горишний — ЛТФ ОИЯИ, Федор Ткачев, Константин Четыркин, Сергей Ларин, Андрей Катаев – ИЯИ РАН, и др.). Для описания поляризованных процессов в КХД важнейшую роль сыграли работы Анатолия Ефремова, Олега Теряева (ЛТФ ОИЯИ), Льва Липатова, Андрея Бухвостова и Глеба Фролова (ПИЯФ) Эдуарда Кураева (ЛТФ ОИЯИ, ИЯФ СО РАН). Для непертубативных исследований важнейшими стали метод правил сумм КХД (Аркадий Вайнштейн – ИЯФ СО РАН, Михаил Шифман, Валентин Захаров – НИЦ КИ — ИТЭФ) и открытие инстантонов (Александр Белавин, Александр Поляков, Юрий Тюпкин – ИТФ РАН, Альберт Шварц – МИФИ).

Вышеупомянутые результаты, пионерские исследования сотрудников Отделения теоретической физики ПИЯФ (где лидирующую роль играли Владимир Грибов, Владимир Шехтер, Игорь Дятлов, Алексей Ансельм и Лев Липатов в 1960-2017 гг.), которые легли в основу теории сильных взаимодействий при высоких энергиях, а также весомое участие сотрудников ОИЯИ, ведущих институтов РАН и вузов РФ, сотрудников НИЦ «Курчатовский институт», в частности, Отделения физики высоких энергий ПИЯФ (под руководством А.А. Воробьева в период 1970-2021 гг.) в ведущих мировых экспериментальных проектах, неизменно обеспечивают высокий интерес к данной конференции.