Основной целью ALICE (A Large Ion Collider Experiment) является не поиск бозона Хиггса, а исследование особого состояния материи, когда кварки и глюоны находятся в состоянии деконфайнмента — Кварк-Глюонной Плазмы (КГП) . Образование КГП ожидается при сверхвысоких температурах и плотностях энергии в соударениях тяжелых ионов на БАК. При расширении и остывании плазмы образуются десятки тысяч частиц с энергиями порядка десятков ГэВ.
Столкновения, в которых рождались бы частицы с энергией порядка ТэВ, намного менее вероятны, чем при столкновении протонов. Поэтому установка ALICE оптимизирована для изучения большого количества не самых энергичных частиц в центральной области быстрот.
Важнейшим элементом ALICE являются трековые детекторы: в непосредственной близости от пучка ускоренных протонов или ядер расположен двухслойный вершинный пиксельный детектор, который позволяет восстановить траектории вторичных часыиц с точностью ~50 микрон; далее дрейфовая камера и полосковые детекторы, которые вместе с пиксельным детектором образуют «внутреннюю трековую систему» детектора ALICE. Эту систему охватывает главный трековый детектор — времепроекционная камера. Идентификация частиц в эксперименте ALICE осуществляется по потерям энергии частицей во внутренней трековой системе и внутри время-проекционной камеры, а также по отклику детектора переходного излучения и по времени пролета частицы.
Для калориметрии используются фотонный спектрометр и электромагнитный калориметр. Основной задачей является наблюдение коллективных эффектов, говорящих об образовании КГП, в соударениях протонов и ядер свинца. В частности анализируется возможность проявления коллективности в поведении таких наблюдаемых как спектры заряженных частиц, прямых фотонов и лептонов, эллиптический и другие потоки, фемтоскопические радиусы адронов, пособытийные флуктуации различных величин, дальнодействующие корреляции, подавление струй, фактор ядерной модификации. Для изучения подавления яжелых мезонов используется димюонный спектрометр.
Участие НИИЯФ МГУ: К настоящему времени завершены методические исследования по идентификации частиц и выбору критериев отбора пионов и каонов, а также пар пионов и каонов с близкими импульсами с учетом двух-трековых эффектов и потерь энергии в протон-протонных соударениях в условиях эксперимента ALICE
- Проведен анализ экспериментальных данных, полученных коллаборацией ALICE на коллайдере БАК, по измерению эллиптического потока в протон-протонных соударениях при энергиях 0.9 и 7 TeV. Проведено сравнение с моделями PYTHIA (PERUGIA-0) , PHOJET и EPOS. Показано, что восстановление потока на фоне сильных непотоковых корреляций требует информации о плоскости реакции. В рамках модели HYDJET++ изучено влияние распада резонансов и жёстких струй на формирование эллиптического потока в ядро-ядерных соударениях при энергиях коллайдеров RHIC и БАК. Предсказано уменьшение потока для частиц с большим поперечным импульсом и ухудшение выполнения конституэнтного скейлинга для энергий БАК.
- Выполнено сравнение экспериментальных характеристик, наблюдаемых ALICE и CMS во всём интервале энергий коллайдера БАК, с предсказаниями модели QGSM. Определены значения интерсепта и параметра наклона реджевской траектории для мягкого и жёсткого померонов. Описаны распределения по множественности, (псевдо-)быстроте, поперечному импульсу, а также рост с энергией среднего поперечного импульса и дальнейшее нарушение KNO скейлинга. Получены предсказания для энергии 14 TeV.
- Двухпионные корреляции Бозе-Эйнштейна в протон-протонных взаимодействиях исследованы в рамках моделей QGSM и UrQMD применительно к данным экспериментов ALICE на коллайдере БАК и STAR на коллайдере RHIC. Установлен ряд модельно-зависимых параметров, необходимых для адекватного описания корреляционных процессов в адронных соударениях.