В ускорителях частиц накопление пучков возможно только при вертикально выстроенном спине, однако для изучения ядер важны поляризации в горизонтальной плоскости. Проблема заключается в том, что из-за разброса энергий частоты вращения спинов частиц расходятся, что приводит к быстрому исчезновению когерентности, известному как декогеренция. Для реализации программы коллайдера NICA время жизни такой поляризации должно составлять несколько часов, что значительно превышает рекорды предыдущих экспериментов, где достигались значения в сотни секунд. Для решения этой задачи российские и китайские ученые разработали методику управления колебаниями поляризации с помощью радиочастотных катушек, создавая осциллирующее поле вдоль касательной к орбите частиц.
Исследователи из ОИЯИ, МФТИ и Института современной физики Китайской академии наук показали, что при непрерывном перевороте спина тензорные компоненты поляризации, колеблющиеся с удвоенной частотой, теряют когерентность быстрее векторных. Однако ключевым преимуществом NICA являются короткие сгустки дейтронов длиной около 60 сантиметров, что в сто раз меньше, чем в аналогичных экспериментах на синхротроне COSY в Германии. Поскольку параметр декогеренции уменьшается пропорционально квадрату отношения длины сгустка к длине кольца, потери поляризации должны быть минимальны даже при длительных циклах столкновений. Расчеты предполагают, что за час при частоте спиновых колебаний около 0,02 Гц произойдет примерно 150 переворотов поляризации, что позволит выделить слабый сигнал Т-нечетного миллисильного взаимодействия на фоне случайных помех.
Несмотря на оптимистичные теоретические оценки, полученные в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом, экспериментальное подтверждение длительного сохранения поляризации в режиме непрерывных радиочастотных переворотов еще предстоит провести. Для синхронизации частот прецессии спина в сталкивающихся сгустках планируется использовать спиновый дихроизм и фильтры Вина, которые позволяют управлять спином без изменения орбиты частиц. Ученые из МФТИ и ОИЯИ подчеркивают, что главная задача сейчас заключается в практической реализации этих расчетов и подтверждении медленной деполяризации на комплексах NICA и китайском ускорителе HIAF, где сжатие сгустков может быть еще более эффективным.
