Согласно подписанным документам, университет вошел в состав международной коллаборации по проведению эксперимента по столкновению поляризованных протонов и дейтронов на установке SPD (Spin Physics Detector), одной из трех основных научных установок отечественного коллайдера. В составе коллаборации, наряду с ведущими научными учреждениями страны, шесть российских университетов, в том числе Самарский университет им. Королева, а также исследовательские лаборатории и университеты из Беларуси, Китая, Египта, Сербии, Чили, Армении и ЮАР.

"Самарский университет им. Королева заключил с Объединенным институтом ядерных исследований меморандум о вхождении в международную коллаборацию SPD NICA, это означает участие нашего университета в большом эксперименте на одной из трех ключевых научных установок коллайдера - SPD, она предназначена для изучения спиновых характеристик частиц. Эксперимент будет решать задачи по изучению структуры протонов и природы их собственного момента импульса - спина. В коллайдере будут сталкиваться пучки поляризованных протонов и дейтронов, а наши ученые будут проводить расчеты различных характеристик жестких процессов рождения частиц и моделировать варианты развития этого эксперимента, при этом будут задействованы мощности университетского суперкомпьютера "Сергей Королев". Подготовка к эксперименту уже началась", - рассказал заведующий кафедрой общей и теоретической физики Самарского университета им. Королева Владимир Салеев.

Как подчеркнул ученый, эксперименты, планируемые к проведению на российском коллайдере, уникальны - например, на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе их не провести, там используются совершенно другие, гораздо более высокие энергии частиц и решаются иные научные задачи. NICA позволит проводить эксперименты, которые невозможны ни в ЦЕРНе, ни на других существующих ускорителях в Германии или США, российский адронный коллайдер тем самым закроет существующий сейчас пробел в экспериментальной физике высоких энергий с поляризованными пучками.

Например, физики до сих пор не знают, из чего складывается спин протонов - частиц, которые вместе с нейтронами составляют ядро атома вещества. Разгадыванию именно этой тайны и посвящен, в большей части, эксперимент, в котором примут участие самарские ученые. Раньше считалось, что протон состоит из трех кварков и спин протона определяется суммой их спинов. Однако в ходе экспериментов было установлено, что это справедливо только для протона, который исследуют в процессах столкновений при низких энергиях, то есть, если можно так сказать, это справедливо для протона, находящегося в покое или движущегося с малой скоростью.

Стоит только разогнать протон до определенной скорости - и эксперименты показывают, что он устроен гораздо сложнее. Это как если бы в автомобиле с увеличением скорости движения резко увеличилось бы число пассажиров - вдруг появились бы новые персонажи, в том числе состоящие из антиматерии, которые в создавшейся давке общались бы на высоких тонах, ругались и даже аннигилировали бы друг друга. В рамках эксперимента этот протон-"автомобиль" на почти околосветовой скорости врезается внутри коллайдера в другую такую же "машину", и ученым с помощью специальных детекторов остается лишь ловить и идентифицировать разлетающиеся обломки и "пассажиров", пытаясь понять, что происходило в "салоне" во время поездки.

По словам Владимира Салеева, начало эксперимента SPD на коллайдере предварительно намечено на 2025 год - установка еще строится, да и сам коллайдер еще не полностью введен в эксплуатацию, однако подготовка к проведению экспериментальных исследований уже идет. В университете создана рабочая группа, в нее вошли трое сотрудников кафедры общей и теоретической физики во главе с Владимиром Салеевым, а также студенты и аспиранты. Участие в этом проекте включено в "Стратегию развития Самарского университета им. Королева до 2030 года".

"Наш университет должен обеспечить теоретическую поддержку эксперимента, провести большой объем расчетов, предсказывающих, какие частицы с какими энергиями и углами вылета будут рождаться, то есть, провести моделирование процессов, которые будут изучаться в рамках физической программы исследований коллаборации SPD NICA. Такая работа уже ведется. Планируемая высокая частота столкновений частиц и большое число детекторных каналов установки SPD представляют собой серьезный вызов для вычислительной системы и программного обеспечения", - отметил ученый.

Достигнуто соглашение о прямом объединении вычислительных мощностей университета и вычислительного кластера ОИЯИ в рамках грид-среды эксперимента SPD. Для расчетов и моделирования процессов планируется использовать так называемые Монте-Карло генераторы событий. Метод Монте-Карло - это один из способов математического моделирования с использованием генератора случайных чисел. Метод назван в честь известного казино в Монако.

В ближайших планах рабочей группы - создание в университете совместной с ОИЯИ молодежной лаборатории по реализации данного проекта. В работе лаборатории смогут принять участие студенты и аспиранты университета.