Menu Zamknij

Eksperyment NA48 na akceleratorze SPS (1997-2001)

W CERNie, niemal od samego początku istnienia tego ośrodka, prowadzono studia eksperymentalne nad fizyką ciężkich kwarków i symetriami dyskretnymi, takimi jak odwrócenie kierunku czasu T, odbicie przestrzenne P i sprzężenie ładunkowe C oraz kombinacje tych przekształceń. W miarę osiągania coraz wyższych energii, najpierw były to badania cząstek dziwnych (np. hiperonów i mezonów K), potem powabnych (np. mezonów D i J/ψ), a ostatnio, w LEP lub LHC – cząstek pięknych (np. mezonów B i ϒ).

Eksperyment NA48 prowadzony od wczesnych lat dziewięćdziesiątych, w którym z Polski brała udział grupa z IPJ (obecnie NCBJ), za główny cel wyznaczył sobie pomiar tzw. łamania CP wprost. Jest to subtelny efekt asymetrii między materią a antymaterią, która jest uważana za „źródłowe” jej naruszenie, to znaczy nie biorące się z mieszania stanów początkowych o różnych symetriach CP, lecz bezpośredni rozpad z naruszeniem CP. Zrozumienie tego zjawiska ma duże znaczenie dla elektro-słabej dynamiki zapachów, jak również np. dla zrozumienia źródeł asymetrii materii we Wszechświecie. Grupa NA48 posłużyła się neutralnymi mezonami K, które otrzymywano z odpowiedniej wiązki z akceleratora SPS w CERNie, a następnie dokładnie mierzyła częstości rozpadów tych mezonów do stanów końcowych o różnych parzystościach CP. Z kombinacji tych częstości wyznaczono w 1999 roku parametr ε’ łamania CP, który okazał się bardzo mały, rzędu dziesięciotysięcznych części procenta, lecz różny od zera. Grupa z IPJ miała swój wkład w bardzo wiele elementów pomiaru i analizy: od symulacji, poprzez rekonstrukcję danych i analizę fizyczną danych. Ten ważny wynik spotkał się z ogromnym uznaniem na świecie, zaś artykuły publikujące go są cytowane setki razy, po ponad dwudziestu latach od jego zmierzenia.

Układ detekcyjny NA48 składał się ze spektrometru magnetycznego do pomiaru rozpadów na naładowane mezony π oraz kalorymetru wypełnionego ciekłym kryptonem, do rozpadów na nautralne mezony π. Zwłaszcza ten ostatni przyrząd był niezwykłym osiągnięciem techniki doświadczalnej, ze względu na swoją wielką dokładność i szybkość działania. Grupa z IPJ miała swój wkład do zaprojektowania i zbudowania elektroniki odczytu do tego detektora.