Предлагаются новые эксперименты с антипротонами в Фермилабе

Пока Большой адронный коллайдер не вступил в строй, самым высокоэнергетическим ускорителем остается протон-антипротонный коллайдер Тэватрон, работающий в Фермиевской национальной лаборатории в Чикаго. Однако после 2010 года Тэватрон уже не сможет составлять конкуренцию LHC, и лаборатории придется сместить акцент на другие типы экспериментов. Одно из перспективных направлений — новые опыты с антипротонами невысоких энергий (до 10 ГэВ), которые в изобилии производятся в Фермилабе. На днях в архиве е-принтов появился текст доклада Proposed new antiproton experiments at Fermilab, посвященного перспективам в этой области.

В докладе описывались эксперименты двух типов. Первый тип — это протон-антипротонные аннигиляционные эксперименты с фиксированной мишенью. В таком эксперименте антипротоны со скромной энергией 6–10 ГэВ налетают на неподвижную мишень и аннигилируют с ядрами атомов водорода — протонами, рождая при этом небольшое число тяжелых частиц. Список задач такого эксперимента включает изучение чармониев (мезонов состоящих из «очарованной» кварк-антикварковой пары), осцилляции и CP-нарушение в D-мезонах, рождение и редкие распады гиперонов. В принципе, эти задачи уже ставились в отдельных экспериментах в Фермилабе, и в них были получены интригующие результаты, но с небольшой статистической значимостью. Сейчас предлагается, по сути, резко увеличить их эффективность.

Второй тип экспериментов — создание большого количество антиводорода и изучение его свойств. Сравнение спектроскопии антиводорода с обычным водородом позволит проверить эквивалентность свойств вещества и антивещества, а специальный гравитационный эксперимент с антивеществом позволит впервые измерить ускорение свободного падения для антиводорода (то есть гравитационное взаимодействие вещества и антивещества). Подробнее про планируемые эксперименты см. на странице New pbar Experiments for Fermilab.