УТВЕРЖДАЮ
Директор Лаборатории физики высоких энергий
им. и
_____________________
«_____»_________________2016 года
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Научно-технического совета
Лаборатории физики высоких энергий им. и
Объединенного института ядерных исследований на диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
«Скейлинговые закономерности в рождении кумулятивных частиц и частиц с большими поперечными импульсами в протон–ядерных столкновениях при высоких энергиях»
Диссертация «Скейлинговые закономерности в рождении кумулятивных частиц и частиц с большими поперечными импульсами в протон–ядерных столкновениях при высоких энергиях» выполнена в Лаборатории физики высоких энергий им. и в рамках темы 1066. В 2012 г. А. А Апарин окончил Московский Государственный Университет им. по специальности «физика атомного ядра и элементарных частиц». Удостоверение о сдаче кандидатских экзаменов выдано в 2015 году. В период подготовки диссертации соискатель работал в Лаборатории физики высоких энергий в должности научного сотрудника, где и работает по настоящее время. Научный руководитель – , доктор физ.-мат. наук, работает в Лаборатории физики высоких энергий, отделение № 4 – Физика на встречных пучках, начальник сектора.
По итогам обсуждения принято следующее заключение:
Диссертационная работа посвящена исследованию самоподобия в рождении заряженных кумулятивных частиц и частиц с большими поперечными импульсами в столкновениях протонов с ядрами при высоких энергиях. Работа выполнена с целью развития теории и поиска экспериментальных свидетельств фазового перехода в ядерной материи.
Актуальность и научная новизна задачи:
Поиск симметрий и скейлинговых закономерностей всегда был предметом интенсивных исследований при изучении взаимодействий частиц и ядер высоких энергий. Как правило, их открытия (калибровочная инвариантность, спонтанное нарушение симметрии, скейлинги Бъеркена, Фейнмана, Полякова-Кобы-Нильсена-Олесена, правила кваркового счета, кумулятивное рождение и др.) способствовали выявлению новых свойств взаимодействий и структуры частиц, а также существенному продвижению в развитии теории сильных взаимодействий. Новые закономерности позволяют исследовать различные характеристики процессов в новых кинематических областях, и тем самым демонстрировать предсказательную силу существующих теорий. Нарушения симметрий и отклонения от скейлингового поведения соответствующих характеристик, наблюдаемые в новых экспериментально-исследованных кинематических областях, как правило, рассматриваются как проявления новых физических закономерностей. В дальнейшем они изучаются и составляют основу для последующего развития более общей теории и планирования новых направлений экспериментальных исследований.
Одним из методов исследования свойств ядерной материи, образующейся при взаимодействии адронов и ядер высоких энергий, является использование жестких пробников, таких как адроны, фотоны и струи с большими поперечными импульсами. Модификация характеристик рождения частиц в среде по сравнению с их рождением в протон-протонных столкновениях рассматривается как явное указание о роли ядерных эффектов.
Одна из новых закономерностей, установленных в рождении нейтральных и заряженных адронов, фотонов и струй с большими поперечными импульсами при взаимодействии (анти-)протонов и ядер высоких энергий, получила название z-скейлинга. Проверка свойств z скейлинга, а также поиск новых закономерностей в рамках этой теории представляют значительный интерес, так как нацелены на поиск и детальное исследование новых явлений в физике высоких энергий в области малых масштабов с участием протонов и ядер, проверку предсказательной силы КХД, а также на установление дополнительных ограничений на модели рождения адронов.
Изучение свойств z-скейлинга в p+A и A+A взаимодействиях проводится с целью выявления особенностей образования частиц в сложных системах и изучения влияния ядерной среды на процесс формирования частиц. Нарушение z-скейлинга при высоких энергиях и больших поперечных импульсах предлагается рассматривать как указание на возможность существования новых физических процессов или закономерностей, таких как фазовые переходы в адронной и ядерной материи, структурность кварков, фрактальность пространства и времени, новые виды взаимодействий. Все перечисленное выше свидетельствует о том, что задачи, поставленные и решаемые в диссертации актуальны.
Практическая ценность работы:
Полученные в работе результаты могут быть использованы при решении задач релятивистской ядерной физики и физики частиц, связанных с поиском и исследованием закономерностей фазового перехода адронный газ – сильновзаимодействующая кварк-глюонная плазма, структуры протонов и ядер на малых масштабах, механизма образования частиц, как в проводимых в настоящее время экспериментах на ускорителях U70, SPS, RHIC, LHC, так и в планируемых исследованиях на ускорительных комплексах NICA и FAIR, а также для развития и применения новых теоретических методов анализа (метод z-скейлинга).
Научно-технический совет ЛФВЭ ОИЯИ отмечает следующие, наиболее важные, результаты диссертационной работы, в получение которых внес определяющий вклад:
1. Впервые в рамках модели z-скейлинга проведен анализ экспериментальных данных по сечениям рождения пионов и заряженных адронов в протон-ядерных столкновениях высоких энергий в кумулятивной области.
2. Показана важность и применимость принципа самоподобия как фундаментального физического принципа для анализа экспериментальных данных и поиска новых закономерностей в физике высоких энергий в p+A взаимодействиях.
3. Получено подтверждение скейлинговых закономерностей, установленных ранее, для рождения пионов в p+A взаимодействиях с большими поперечными импульсами в некумулятивной области (универсальность формы скейлинговой функции, аддитивность фрактальной размерности ядер).
4. Разработан комплекс программ для расчета и исследования свойств скейлинговой функции Ψ(z) и параметра подобия z при рождении π-мезонов в p+A взаимодействиях в кумулятивной и некумулятивной областях.
5. Предложена сигнатура проявления новых физических закономерностей при рождении кумулятивных частиц в p+A взаимодейсвиях рамках метода z-скейлинга (нарушение закона аддитивности фрактальной размерности ядер).
6. На основе результатов проведенного анализа предсказаны импульсные спектры рождения π-мезонов в p+A взаимодействиях в глубоко-кумулятивной области при энергиях У70 ИФВЭ и протонного синхротрона ФНАЛ, которые могут быть использованы для планирования новых экспериментов.
Достоверность полученных в диссертации результатов подтверждается тем, что методы решения рассмотренных в диссертации задач базируются на современных теоретических представлениях и подходах к описанию кумулятивных процессов, которые были заложены у нас в стране в начале 70-х годов работами , и . Результаты, полученные в диссертации, сравниваются с экспериментальными данными и результатами других моделей. Основные результаты диссертации многократно докладывались и обсуждались на международных конференциях и семинарах и опубликованны в реферируемых журналах, из списка журналов, рекомендованного ВАК. Всё вышеперечисленное в совокупности свидетельствует о достоверности полученных в диссертации результатов и сделанных на их основании выводов.
Диссертационная работа представляет собой законченное научное исследование, содержащее новые результаты, имеющие большое значение для изучения фундаментальных свойств ядерной материи, образующейся при взаимодействиях протонов и атомных ядер высоких энергий.
Основные результаты и отдельные положения диссертации докладывались на международных конференциях:
XXI International Baldin Seminar on High Energy Physics Problems, "Self-similarity of high-pT hadron production in pA collisions", Dubna, Russia, September 2012; XVI конференция молодых учёных и специалистов ОМУС-2012, "Оценка потерь энергии в Au-Au столкновениях при энергии √sNN = 7.7 ГэВ", Дубна, Россия февраль 2012; XVI Lomonosov Conference on Elementary Particle Physics, "Self-similarity of high-pT cumulative hadron production in pA collisions", Moscow, Russia August 2013; Hadron Structure `13, Slovakia, "z-Scaling of cumulative hadron production in pA collisions at high energies", Tatranske Matliare, Slovakia, July 2013; 18 Международная научная конференция молодых ученых и специалистов (ОМУС-2014), "Scaling features of cumulative charged particle production in pA collisions at high energies", Дубна, Россия, февраль 2014; XXIV International Conference on Ultra-relativistic Nucleus-Nucleus Collisions Quark Matter, "Cumulative Particle Production in p+A Collisions and z-Scaling", Darmstadt, Germany, May 2014. XXII International Baldin Seminar on High Energy Physics Problems, "Self-similarity of high-pT hadron production in pA collisions", Dubna, Russia, September 2014; Hadron Structure `15, "Cumulative hadron production in pA collisions in the framework of z-scaling", Horny Smokovec, Slovakia, July 2015; XVII Lomonosov Conference on Elementary Particle Physics, "On possibility to study hard cumulative processes in a fixed target experiment at STAR", Moscow, Russia, August 2015; V конференция молодых ученых и специалистов Алушта-2016, "Скейлинговые закономерности в рождении кумулятивных частиц и частиц с большими поперечными импульсами в протон–ядерных столкновениях при высоких энергиях", Алушта, Россия, июнь 2016.
Результаты, представленные в диссертации, обсуждались на научных семинарах в Лаборатории физики высоких энергий им. и и опубликованы в работах:
1. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, "Self-similarity of high-pT hadron production in pA collisions", PoS (Baldin-ISHEPP-XXI), 067, 2012.
2. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, "z-Scaling of cumulative hadron production in pA collisions at high energies", Nuclear Physics B - Proceedings Supplements, Vol. 245, p. 149-152, 2013.
3. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, "Self-similiarity of low-pT cumulative pion production in proton-nucleus collisions at high energies", Phys. Part. Nucl. Lett. Vol. 11, № 2, p. 91-100, 2014.
4. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, "Self-similarity of high-pT cumulative hadron production in p+A collisions at high energies at U70", Phys. Part. Nucl. Lett. Vol. 11, № 4, p. 381-390, 2014.
5. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, "Self-similarity of low-pT cumulative pion production in proton-nucleus collisions at U70", Phys. Part. Nucl. Lett. Vol. 11, № 4, p. 391-403, Erratum: [Phys. Part. Nucl. Lett. Vol. 11 6, p. 818 2014].
6. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, I. Zborovsky, "Self-similarity of proton spin", PoS (Baldin-ISHEPP-XXI), 037, 2014.
7. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, "Self-similarity of cumulative hadron production in pA collisions at low - and high-pT", PoS (Baldin-ISHEPP-XXI), 039, 2014.
8. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, I. Zborovsky, "Fractal structure of hadrons in processes with polarized protons at SPD NICA (Proposal for experiment)", Phys. Part. Nucl. Lett. Vol. 12, № 1, 48-58, 2015.
9. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, I. Zborovsky, "Self-similarity of hard cumulative processes in fixed target experiment for BES-II at STAR", Phys. Part. Nucl. Lett. Vol. 12, № 2, p. 221-229, 2015.
10. A. A. Aparin, M. V. Tokarev, "Cumulative hadron production in pA collisions in the framework of z-scaling", Int. J.Mod. Phys. Conference Series Vol. 39, p. 1560110, 2015.
Диссертация рекомендуется к защите на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.16 – «физика атомного ядра и элементарных частиц».
Заключение принято на заседании Научно-технического совета Лаборатории физики высоких энергий им. и Объединенного института ядерных исследований. Присутствовало на заседании..… членов НТС ЛФВЭ из полного состава численностью 40 человек. Результаты голосования: «за» - ..… чел., «против» - ..… , «воздержалось» - ..… , протокол №… от..… .
Заключение составил
кандидат физ.-мат. наук
Председатель НТС ЛФВЭ
доктор физ.-мат. наук
Ученый секретарь НТС ЛФВЭ
кандидат физ.-мат. наук
