ОИЯИ - ЦЕРН

31 марта в главном конференц-зале CERN состоялся внеочередной коллоквиум, собравший полную аудиторию. Известные физики И.Маннелли и Н.Кабиббо рассказали об обнаружении нового явления в трехпионном распаде заряженных каонов и дали его теоретическую интерпретацию.

Указанное явление было обнаружено благодаря рекордной статистике каонных распадов, зарегистрированных в эксперименте NA48/2 на ускорителе SPS CERN (всего в 2003 и 2004 годах зарегистрировано более 4 млрд. распадов), и уникальным характеристикам жидкокриптонового калориметра, входящего в состав установки и обеспечившего высочайшую точность измерения энергии регистрируемых в конечном состоянии g-квантов.

Эксперимент NA48/2, выполняемый в CERN международным сотрудничеством 15 институтов из семи стран с участием ОИЯИ, нацелен на поиск CP-нечетных асимметрий в распадах заряженных каонов на три пиона - K +- и K 00.

Параллельно с основной задачей по инициативе участника коллаборации NA48/2 И.Маннелли в распадах второго типа искался пиониум в подсистеме из двух нейтральных пионов, предсказанный в теоретической работе З.Силагадзе более десяти лет назад. Однако, вместо ожидаемого пика в области инвариантных масс, соответствующей удвоенной массе заряженного пиона, была обнаружена особенность, не подходящая под описание пиониума. Эта особенность, названная острием (cusp), в отличие от пика, распространяется на большую область исследованного спектра и напоминает конец кривого меча, подвергнутого, впрочем, такому расширению в ходе "перековки на орало", что вряд ли им уже можно кого-нибудь напугать.

Теоретическую интерпретацию этого явления дали известные теоретики Н.Кабиббо и Дж.Исидори, работающие в тесном контакте с экспериментаторами NA48/2. Расчет перерассеяния пионов в достаточно точном (так называемом двухпетлевом) приближении киральной пертурбативной теории (КПТ) позволил хорошо описать необычную форму эффекта острия, за исключением, возможно, самой близкой к излому области, где существенным всё-таки оказался вклад пиония.

Достигнутой точности теоретического описания уже вполне достаточно, чтобы по величине эффекта острия измерить базовый параметр теории, так называемую длину пион-пионного рассеяния. Это делается путем аппроксимации экспериментального спектра расчетным, учитывающим как формулы КПТ, так и свойства установки NA48/2, полученные из Монте-Карловского моделирования. Одновременно на данных 2003 года была измерена величина пиония, которая удовлетворительно совпала с предсказанием теории. Статистика же, накопленная в NA48/2 за два года, позволяет сделать эти измерения с наилучшей на настоящий момент точностью. Последний факт вызвал особый интерес теоретиков, работающих в области КПТ.

В соответствии с правилами, принятыми в сотрудничестве NA48, результат измерения докладывается научной общественности только после того, как он получен и перепроверен в нескольких независимо работающих группах. В данном случае анализ был выполнен в трех группах - в ЦЕРН, в Пизанском университете и в ЛФЧ ОИЯИ. Причем дубненский анализ, выполненный под руководством старшего научного сотрудника ЛФЧ Д.Мадигожина, основывался на наиболее точной программе моделирования установки, за развитие и эксплуатацию которой несет ответственность возглавляемая им группа из ЛФЧ ОИЯИ. Генерация большого объема необходимых моделированных событий потребовала распределенного решения этой задачи на компьютерных кластерах ЦЕРН, ЛФЧ ОИЯИ, Университетов Майнца (Германия), Пизы (Италия) и Чикаго (США), организованного и проведенного в основном силами дубненской группы.

Новый результат NA48/2, по-видимому, потребует и нового подхода к феноменологическому описанию матричного элемента каонных распадов, поскольку эффект острия, очевидно, не может быть описан обычно применяемыми Particle Data group формулами. Таким образом, существующие привычные формулы для описания каонных распадов и ожидаемые значения их параметров требуют радикального пересмотра.

Ю. Потребеников, заместитель директора ЛФЧ.