8-12 июля 2024 г. вПетербургском институте ядерной физики им. Б. П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт»(НИЦ КИ– ПИЯФ) прошла очередная, 9-яМеждународная 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 СПбГУи 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 наБольшом адронном коллайдере(БАК) вЦЕРН(Женева, Швейцария) и на готовящемся к запуску коллайдереNICAв 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 изУниверситета Калабрии(Ренде, Италия),Университета Маккуори(Сидней, Австралия),Шаньдунского университета науки и технологий(Циндао, Китай),Университета Черногории(Подгорица, Черногория),Университета Джорджа Вашингтона(Вашингтон, США) иНациональной ускорительной лаборатории SLAC(Стэнфорд, США) выступили со своими докладами удаленно. Самой представительной была делегация из ОИЯИ: пять участников изЛТФ, девять изЛФВЭи один изЛЯП.
Конференция началась с вызвавшего огромный интерес доклада члена-корреспондентаРАНАнатолия 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 BayиJUNO(Китай), RENO (Южная Корея),IceCube,DUNE,NOVA(США) и др.
Результаты экспериментаNA64на 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,LHCbиALICE, 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 вJLAB(Ньюпорт-Ньюс, США), так и вBELLEнаKEKB, 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 ускорителеУ70в 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- коллайдереВЭПП-2000.
Физическая программа экспериментаSPDдля 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 экспериментамиNA61/SHINEна SPS в ЦЕРН группой СПбГУ иBM@NнаНуклотронев 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 измеренияхMPDна 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. КонференцияHSQCD’2018была 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.