შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის ერთობლივი გრანტის ფარგლებში დაფინანსებული პროექტი სახელწოდებით : JEDI პოლარიმეტრის (JePo) ინსტალაცია COSY ამაჩქარებელში: ედმ-ის ძიებისათვის საჭირო ზუსტი ინსტრუმენტი

SMART|EDM ლაბორატორიაში მიმდინარე კვლევები. დღეისათვის უამრავი ექსპერიმენტია ჩატარებული ფუნდამენტური ფიზიკის მიმართულებით, რომლებმაც მოგვცა საშუალება დაგვედგინა ის ძირითადი პრინციპები, რითაც სამყაროა აგებული. თანამედროვეობის ყველაზე წარმატებული ფუნდამენტური კვლევების თეორია, სტანდარტული მოდელი (სმ), ახლო წარსულში დასრულდა ჰიგსის ნაწილაკის აღმოჩენით ცერნში. მიუხედავად ამისა, არაფერია ცნობილი ანტიმატერიის ბედზე და შესაბამისად, ერთერთი უმნიშვნელოვანესი კითხვა თუ „რატომ ვარსებობთ?“, კვლავ უპასუხოდ რჩება. სტანდარტული მოდელი  წარმატებით აღწერს დღეისათვის ცნობილი ელემენტარული ნაწილაკების ბუნებას და მათ შორის მოქმედი ურთიერთქმედებების (ძლიერი და ელექტრო-სუსტი) ხასიათს, მაგრამ ვერ ხსნის სამყაროში არსებულ მატერია-ანტიმატერიის ცხად ასიმეტრიას და შესაბამისად, ჩვენი არსებობის მიზეზს. ეს არის კიდევ ერთი მინიშნება იმაზე, რომ ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვფლობთ სამყაროს განვითარების სრულ სურათს. მეცნიერების თანამედროვე წარმოდგენების მიხედვით სამყაროს განვითარების ადრეულ ეტაპზე მატერიისა და ანტიმატერიის თანაბარი რაოდენობა უნდა წარმოშობილიყო. შემდგომში მიმდინარეობდა მათი ანიჰილაციის პროცესი და სამყაროს არსებობა დღევანდელი სახით, ცხადია, არასრული ანიჰილაციისა და  მატერიის დარჩენილი ნამეტის შედეგია. პასუხი კითხვაზე, თუ რამ გამოიწვია მატერიის ნამეტის წარმოშობა (ბარიოგენეზისის პრობლემა), დღეისათვის არ არსებობს.

 

მსოფლიოში ტარდება სხვადასხვა კვლევები და ექსპერიმენტები, რომლებიც დაფუძნებულია ისეთი მოვლენების დაკვირვებაზე და ახალი ეფექტების აღმოჩენაზე, რომლებიც ვერ აიხსნება ამ თეორიის ფარგლებში. მათ შორის ერთ-ერთი ამბიციური მიმართულებაა ელემენტარული ნაწილაკების, კერძოდ დამუხტული ადრონების, პერმანენტული ელექტრული დიპოლური მომენტის (ედმ,EDM) ძიება. იმ შემთხვევაში, თუ ელექტრული მომენტის არსებობა დადასტურდება, ეს იქნება მინიშნება იმ მოვლენაზე, რომელიც შეიძლება იყოს სამყაროში მატერიის და ანტიმატერიის ასიმეტრიის მიზეზი, ანუ  ამას გარდა ეს აუცილებლად მოითხოვს სტანდარტული მოდელის გაფართოებას, ე.წ. "ახალი ფიზიკის" მიმართულებით. ედმ-ის გაზომვის ძირითადი სირთულე დაკავშირებულია მოსალოდნელი ეფექტის სიმცირესთან, რომლის გაზომვა საჭიროებს დღეისათვის არსებული ტექნოლოგიების მნიშვნელოვან სრულყოფას და გაზომვის ისეთი ინოვაციური მეთოდების განვითარებას, როგორიცაა JEDI კოლაბორაციის მიერ შემოთავაზებული - დამაგროვებელი რგოლების გამოყენებაზე დაფუძნებული მეთოდი.

კველევები, რომლებიც JEDI (Juelich Electric Dipole moment Investigations) საერთაშორისო კოლაბორაციის ფარგლებში სრულდება გერმანიის ქალაქ იულიხში ქართველი ფიზიკოსების ჯგუფის მონაწილეობით, მიზნად ისახავს პროტონისა და მსუბუქი ბირთვების ელექტრული დიპოლური მომენტის (ედმ) ძიებას. კვლევებმა შესაძლებელია ფარდა ახადოს ბარიოგენეზის პრობლემას და დაადასტუროს სტანდარტული მოდელის მიღმა ფიზიკის არსებობა. ამ თემატიკით მიმდინარე სამუშაოებში ქართული ჯგუფი ღრმადაა ჩართული და აღნიშნული კვლევები ფინასდება შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეციერო ფონდის მიერ გამოყოფილი გრანტებით. იულიხის კვლევითი ცენტრის მიერ (პროფესორები ჰანს შტროერი და სებასტიან შმიდტი) ინიცირებული იყო საქართველოში მიზნობრივი ლაბორატორიების (SMART|Lab) შექმნა, რომელებიც ითანამშრომლებენ იულიხში არსებულ იმავე ტიპის ლაბორატორიებთან. ასეთი ტიპის SMART|EDM_Lab ფუნქციონირებს თსუ-ში 2017 წლის 1 იანვრიდან.

SMART|EDM ლაბორატორია, თსუ მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტის მეცნიერთა ჯგუფთან მჭიდრო თანამშრომლობით ახორციელებს კვლევებს JEDI საერთაშორისო კოლაბორაციის ფარგლებში, რომელიც აერთიანებს 13 ქვეყნის 150-ზე მეტ მეცნიერს. ამ ლაბორატორიების მიზანია JEDI ექსპერიმენტისათვის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ელემენტის – პოლარიმეტრის (JePo) კონცეფციის შემუშავება და მუშა პოლარიმეტრის აგება თანამედროვე ტექნოლოგიების გამოყენებით. პოლარიმეტრი წარმოადგენს ორი კომპლექსური სისტემის - სამიზნისა და დეტექტორის ერთობლიობას, რომელთაგან თითოეული უპრეცედენტოდ მაღალი სიზუსტის იქმნება ექსპერიმენტის მოთხოვნების სპეციფიკიდან გათვალისწინებით. ასეთი ლაბორატორიის მთავარი ამოცანა თანამედროვე კვლევებში მონაწილეობის გარდა არის სტუდენტების მიზიდვა, ახალგაზრდა ფიზიკოსთა კვალიფიკაციის ამაღლება, სამაგისტრო და სადოქტორო ნაშრომების შესრულება.

 ქართულ-გერმანული სამეცნიერო ხიდის (GGSB) ფარგლებში დაარსებულმა SMART|EDM ლაბორატორიამ ქართული ჯგუფის წევრებს საშუალება მისცა მნიშვნელოვანი წვლილი შეეტანათ JePo პროექტის განხორციელებაში, რაც განპირობებულია საქართველოს განათლების, მეცნიერების, კულტურისა და სპორტის სამინისტროს მხრიდან მიზნობრივი ფინანსური მხარდაჭერით (შოთა რუსთაველის საქართველოს ეროვნული სამეცნიერო ფონდის სპეციალური გრანტი).

პროექტის ფარგლებში თსუ-ში არსებულ SMART|EDM ლაბორატორიაში მიმდინარე სამუშაოებზე, რომლებიც სრულდება დოქტორ დავით მჭედლიშვილის ხელმძღვანელობით, ჯგუფის წევრებს მოხსენებები აქვთ გაკეთებული სხვადასხვა საერთაშორისო კონფერენციებზე. ლაბორატორიაში მიმდინარეობს პოლარიმეტრის დეტექტორებიდან მიღებული მონაცემების შეგროვების და ასევე, პოლარიმეტრის მართვისა და პროგრამული უზრუნველყოფის სისტემების შემუშავება. 2017-2018 წლებში ამ ლაბორატორიაში განხორციელებული სამაგისტრო ნაშრომის ფარგლებში (ოთარ ჯავახიშვილი, საქართველოს აგრარული უნივერსიტეტი) მოხდა პოლარიმეტრის დეტექტორებისათვის სპეციფიური მრავალარხიანი კვების წყაროს და მისი მონიტორირების სისტემის დაპროექტება და აწყობა, ასევე მათთვის მართვის სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის შექმნა.

ლაბორატორიაში მიმდინარე სამუშაოებში ბაკალავრიატისა და მაგისტრატურის ბევრი სტუდენტი ჩაერთო «ქართულ-გერმანული სამეცნიერო ხიდის» ფარგლებში მონაწილე საქართველოს უნივერსიტეტების კონსორციუმიდან:  მიქაელ გაგოშიძე (აგრუნი), დავით კორძაია (აგრუნი), გიორგი კვანტრიშვილი (თსუ), რატი ჩხეტია (აგრუნი), მარიამ მუკბანიანი (თსუ), ვალენტინა სარქისოვა (თსუ), ლანა რეხვიაშვილი (თსუ), ირაკლი ლომიძე (აგრუნი), გიორგი ჩადუნელი (აგრუნი) და დაჩი ოქროპირიძე (სტუ).

ქართული ჯგუფის წევრები მადლობას უხდიან შოთა რუსთაველის სახელობის საქართველოს ეროვნულ სამეცნიერო ფონდს SMART|EDM ლაბორატორიის აღჭურვისა და მასში მიმდინარე აქტივობების დაფინანსებისათვის.

ამ კვლევის შესახებ  ცნობილმა აახენი-იულიხის

სამეცნიერო თანამშრომლობის

ალიანსმა (JARA )გამოაქვეყნა მოკლე სტატია (ინგლისურ და გერმანულ ენებზე),

იხილეთ ბმული:

https://www.jara.org/de/forschung/fame/news