Установка «Спектрометр с вершинным детектором» (СВД), созданная сотрудничеством институтов НИИЯФ МГУ, ОИЯИ, ИФВЭ, ТГУ, расположена в канале № 22 ускорителя У-70 (ИФВЭ) для облучения пучком протонов с энергией 50-70 ГэВ.
Основными элементами установки СВД являются:
- вершинный детектор, тип которого менялся на разных этапах проведения эксперимента;
- широкоапертурный магнитный спектрометр на основе 16 1,5-метровых пропорциональных камер с общим числом сигнальных проволочек, равным 10560;
- система из 9 плоскостей дрейфовых трубок (~1500 каналов) для измерения треков перед магнитным спектрометром;
- широкоапертурный газовый пороговый черенковский счетчик для разделения пионов и каонов;
- годоскопический детектор гамма-квантов на основе свинцовых стекол на 1344 канала.
Схема расположения основных детекторов установки СВД-2
Основная физическая программа сотрудничества СВД включает следующие задачи:
- изучение особенностей околопорогового рождения очарованных частиц;
- поиск и изучение свойств экзотических барионных резонансов;
- исследования многочастичных процессов и коллективного поведения частиц в рр и рn-взаимодействиях для понимания законов поведения адронной материи в экстремальных условиях.
На первом этапе эксперимента в качестве вершинного детектора использовались быстроциклирующая пузырьковая водородная камера и оригинальные методы реконструкции треков и вершин. После обработки 320.000 фотографий была получена оценка сечения образования пар с-анти-с частиц в области фейнмановской переменной -1<ХF <+1, равная 1.6+1.1-0.7(стат.) ±0.3 (сист.) мкбн. Полученная величина сечения не противоречит верхней оценке, найденной в beam-dump эксперименте на ускорителе ИФВЭ и, по крайней мере, на порядок ниже оценки сечения, полученной из данных эксперимента БИС-2.
На втором этапе эксперимента для увеличения скорости набора статистики был использован впервые созданный в России прецизионный вершинный детектор на микростриповых кремниевых сенсорах. Были разработаны оригинальные алгоритмы запуска (триггера) и предварительного on-line анализа событий. В результате сеанса на модернизированной установке СВД-2 в 2002 году было получено около 50 млн. событий с взаимодействиями протонов с ядрами кремния, свинца и углерода в пучке протонов с энергией 70 ГэВ.
К настоящему времени выделено 120 распадов заряженных очарованных D-мезонов (Kππ) и около 100 распадов нейтральных D-мезонов (Kπ), разрабатываются методы для выделения других распадов.
На статистике 50 млн. событий реакции рА→рК0s+Х был проведен поиск экзотического Θ+ бариона, кандидата в пентакварки. При анализе использовались две различные выборки К0s-мезонов с длинами распадов 0-35мм и 35-600мм. В обеих выборках в спектрах эффективных масс системы рК0s наблюдался узкий резонанс с массой 1523 МэВ и шириной < 15 МэВ со статистической значимостью 8σ и суммарным числом событий 390, что является в настоящее время лучшим результатом среди экспериментов, в которых наблюдалась эта мода распада. Изучение свойств Θ+ бариона показало, что он рождается преимущественно с малым продольным импульсом в системе центра масс. Полученная оценка сечения для распада Θ+ → рК0s оказалась равной σ×Br(Θ+ → рК0s) = 4,9 ± 1,0 (стат.) ± 1,5 (сист.) мкбн/нуклон.
Наблюдение узкого барионного резонанса в системе К0р
Для изучения событий с предельно большими множественностями в качестве вершинного детектора использовалась жидководородная мишень и была разработана новая система запуска, позволяющая вести отбор событий с большой множественностью вторичных адронов. В 2007 году впервые в протон-протонных взаимодействиях на ускорителе ИФВЭ при энергии 50 ГэВ были получены экспериментальные данные при больших относительных множественностях рождаемых адронов. Показано, что при множественностях заряженных пионов в интервале 16-28 наблюдается экспоненциальный спад сечения с показателем ~0,85.
Основные физические результаты, полученные на установке СВД к настоящему времени, являются уникальными и весьма актуальными для развития проблем физики сильных взаимодействий при высоких энергиях.
В создании и проведении экспериментов на установке СВД принимали участие следующие сотрудники НИИЯФ МГУ: Ермолов П.Ф., Басиладзе С.Г., Богданова Г.А., Воронин А.Г., Вишневская А.М., Волков В.Ю., Гришкевич Я.В., Зверев Е.Г., Зоткин Д.С., Карманов Д.Е., Крамаренко В.А., Козлов В.В., Кубаровский А.В., Ларичев А.Н., Лефлат А.К., Лютов С.И., Меркин М.М., Попов В.В., Орфаницкий С.В., Тихонова Л.А.
Структурные подразделения: