Коллаборация PHENIX, работающая на коллайдере тяжелых ионов RHIC, сообщает о сильном подавлении выхода пи-нуль мезонов для центральных столкновений тяжелых ядер.

В коллайдере RHIC сейчас сталкиваются пучки полностью ионизированных ядер золота (причем ультрарелятивистских, гамма-фактор ядер порядка 100) и изучаются последствия реакции Au + Au. Главная цель таких столкновений -- изучить поведение барионного вещества при больших плотностях и температурах. В частности, предполагается изучить явление деконфайнмента и перехода ядерного вещества в состояние кварк-глюонной плазмы.

Один из наиболее прямых методов -- проверка того, как изменяются вероятности рождения тех или иных частиц при переходе от протон-протонных столкновений к ядерным. В данной работе рассматривалось рождение пи-нуль мезонов.

Из опытов того же детектора PHENIX (когда коллайдер RHIC работал еще в режиме протон-протонных столкновений) известно, сколько пи-нуль мезонов (пионов) в среднем вылетает в одном акте протон-протонных столкновений (см. по этому поводу также работу hep-ex/0304038). Теперь же стакливаются ядра с большим числом нуклонов. Если бы нуклоны не мешали друг другу, то число пионов увеличилось бы во столько раз, сколько в среднем нуклон-нуклонных реакций происходит за одно столкновение ядер. Однако нуклоны мешаются друг другу, и потому можно ожидать, что пионов родится несколько меньше.

В этой работе дается ответ, насколько меньше. Вводится число R_AA, которое описывает относительное изменение числа пионов (в перерасчете на одно нуклон-нуклонное столкновение) по сравнению с простой протон-протонной реакцией. Если бы нуклоны друг другу не мешали, R_AA равнялось бы 1, а если мешают -- то меньше единицы.

На Рисунке показаны данные PHENIX для величины R_AA как функции поперечного импульса вылетевших пионов для периферических (то есть, не лоб в лоб, а когда перекрытие ядер невелико, менее 10%) и центральных (то есть, почти лоб в лоб) столкновений ядер. Видно, что для периферических столкновений величина R_AA близка к единице, а для центральных -- в несколько раз меньше. Вывод -- нуклоны мешаются друг другу очень сильно.

Качественно, это все понятно. А вот количественно... Есть несколько теорий, которые пытаются описать такое подавление рождения пионов, но многие из них дают предсказания для зависимости R_AA от поперечного импульса пионов, отличное от представленных данных. Таким образом, эффект принципально понятен, но вот с описанием пока проблемы.

Коллаборация MACRO, детектирующая мюонные нейтрино посредством наблюдения высокоэнергетических мюонов, идущих снизу вверх. Благодаря излучению при многократном кулоновском рассеянии, энергия мюонов (в области десятков и сотен ГэВ) может быть восстановлена даже тогда, когда мюоны не застревают в детекторе, а пролетают его насквозь. Анализ энергетического спектра мюонов оказался (на уровне 4 стандартных отклонений) в противоречии с гипотезой об отсутствии осцилляций, а значит, является еще одним подтверждением нейтринных осцилляций.

Под нейтринными аномалиями автор подразумевает несколько не объясненных до конца экспериментальных данных, появившихся в последние годы, которые так или иначе связаны с физикой нейтрино. Подробно обсуждаются следующие темы:

1. Спорное утверждение о наблюдении двойного безнейтринного бета-распада в германиевом эксперименте гейдельбергско-московской группой (последнюю информацию см. на странице Двойной безнейтринный бета-распад);
2. Данные из эксперимента LSND, в которых наблюдалась картина нейтринных осцилляций, непохожая на картину из всех остальных экспериментов;
3. Проблема с углом Вайнберга в эксперименте NuTeV (последнюю информацию см. на странице Проблемы с углом Вайнберга в эксперименте NuTeV), которая в данном контексте интерпретируется как проблема константы связи нейтрино с ядром железа;