Experimento SND

El Detector Neutro Esférico ( SND ) es un detector para experimentos de física de partículas , sucesor del Detector Neutro ( ND ), ^{[ 1 ]} creado por el equipo de físicos del Instituto Budker de Física Nuclear (BINP) Archivado el 7 de febrero de 2006 en Wayback Machine , Novosibirsk , Rusia . Hay tres períodos principales en la evolución del experimento SND ;

• de 1995 a 2000 - recopilación de datos en el anillo de almacenamiento e ⁺ e ⁻ VEPP-2M en el rango de energía 2E=0,4-1,4 GeV,
• de 2001 a 2008 - actualización de SND ^{[ 2 ]} y del anillo de almacenamiento VEPP-2M a VEPP-2000 ,
• Desde 2009: recopilación de datos en el anillo de almacenamiento de e ⁺ e ⁻ VEPP-2000 en el rango de energía 2E=1,0-2,0 GeV.

Experimentos previos con ND ^{[ 3 ]} (predecesor de SND ) han demostrado que la aniquilación e ⁺ e ⁻ en los estados finales con partículas neutras en el rango de energía 2E=0,4-1,4 GeV está mediada por procesos que necesitan ser estudiados con más detalle. En particular,

• La estructura de quarks de los mesones escalares ligeros puede estudiarse en desintegraciones radiativas de dipolo eléctrico.${\displaystyle \phi \to a_{0}(980)\gamma ,~~f_{0}(975)\gamma }$;
• La medición precisa de la sección transversal de aniquilación e ⁺ e ^{− en} hadrones es el componente importante en la definición del momento dipolar magnético anómalo del muón ; ^{[ 4 ]}
• La medición precisa de las secciones transversales hadrónicas es necesaria para estudiar la excitación radial de los mesones vectoriales ligeros ρ, ω y φ;
• La medición de los procesos electrodinámicos cuánticos (QED) de orden superior es importante para la comprobación de la teoría QED.

Esta física se puede estudiar con un detector dedicado con mayor estadística. Para este propósito se construyó el SND con muchas mejoras con respecto al ND ;

• El ángulo sólido está cubierto hasta el 96% de 4π sr,
• El calorímetro de NaI (Tl) tiene una forma esférica uniforme con una segmentación fina en los ángulos azimutal y polar y 3 capas en la dirección radial,
• La cámara de deriva se utiliza como rastreador central,
• Los contadores de centelleo planos anticoincidencia externos se ven mejorados por el sistema de coordenadas formado por matrices de tubos recortadores.

El programa experimental del SND se presenta en la Ref. ^{[ 5 ]} y consta de los siguientes elementos.

• Desintegraciones radiactivas

${\displaystyle e^{+}e^{-}\to \rho ,\omega ,\phi \to \pi ^{0}\gamma ,\eta \gamma }$

${\displaystyle \phi \to \eta ^{\prime }\gamma }$

${\displaystyle \phi \to a_{0}(980)\gamma ,~~f_{0}(975)\gamma ,~~\pi \pi \gamma ,~~\eta \pi \gamma }$

${\displaystyle \rho ,\omega \to \pi \pi \gamma }$

• Desintegraciones suprimidas de OZI y paridad G

${\displaystyle \phi \to \omega \pi ^{0},~~\pi \pi ,~~\eta \pi \pi }$

${\displaystyle \rho \to \pi ^{+}\pi ^{-}\pi ^{0}}$

${\displaystyle \omega \to \pi ^{+}\pi ^{-}}$

• Desintegraciones electromagnéticas

${\displaystyle \rho ,\omega ,\phi \to \eta e^{+}e^{-},~~\pi ^{0}e^{+}e^{-}}$

• aniquilación de e ⁺ e ⁻ en hadrones

${\displaystyle e^{+}e^{-}\a 2\pi,~~3\pi,~~4\pi,~~5\pi}$

${\displaystyle e^{+}e^{-}\to \omega \pi ,~~\eta \pi \pi ,~~\phi \pi }$

${\displaystyle e^{+}e^{-}\to K^{+}K^{-},~~K_{S}^{0}K_{L}^{0},~~KK\pi }$

• Prueba de procesos QED

${\displaystyle e^{+}e^{-}\a 3\gamma ,~~e^{+}e^{-}\gamma }$

${\displaystyle e^{+}e^{-}\to 4\gamma ,~~e^{+}e^{-}\gamma \gamma ,~~e^{+}e^{-}e^{+}e^{-}}$

${\displaystyle e^{+}e^{-}\to 5\gamma ,~~3\gamma e^{+}e^{-},~~4e\gamma }$

• Búsqueda de desintegraciones raras

${\displaystyle K_{S}^{0}\to \gamma \gamma ,~~3\pi ^{0},~~2\pi ^{0}\gamma ,~~\pi ^{0}\gamma \gamma ,~~\pi ^{0}e^{+}e^{-}}$

${\displaystyle \eta \to 3\gamma ,~~e^{+}e^{-},~~4e}$

• Buscar reacciones C-pares

${\displaystyle e^{+}e^{-}\to \eta ^{\prime },~~a_{0},~~f_{0},~~a_{2},~~f_{2}}$

El detector SND y su versión mejorada se describen en las referencias ^{[ 5 ]} y ^{[ 2 ]} , respectivamente. El diseño del detector se ilustra en la vista R-θ y en el gráfico 3D de la segmentación del calorímetro de NaI(Tl) . Las características únicas del SND y su sensibilidad a las partículas neutras están definidas por el calorímetro de NaI(Tl) de última generación.

Los datos recopilados en el experimento SND entre 1995 y 2000 corresponden a la dispersión de luminosidad integrada de 30 pb⁻¹ ^en el rango de energía 2E=0,4-1,4 GeV. La revisión de los resultados de este experimento se presenta en las referencias ^{[ 6 ]} y ^{[ 7 ]} . Los resultados se incluyen en la revisión del PDG ^{[ 8 ]} . La lista completa de publicaciones del SND también abarca los resultados recientes del experimento en el rango de energía 2E=1,0-2,0 GeV, iniciado en 2009.

Registro del experimento SND en INSPIRE-HEP

• experimento ND
• Instituto Budker de Física Nuclear
• Detector de partículas