ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
За последние два года при определяющем участии коллектива школа в российских и международных экспериментах были получены следующие результаты: В эксперименте CMS: 1. Измерены поперечная и продольная поляризации W-бозона, возникающего из распада одиночного топ-кварка в эксперименте CMS на коллайдере LHC. Измеренные значения поперечной и продольной поляризации W-бозона оказались равными FL=0.298 +/- 0.028 +/- 0.032, FR=0.018+/-0.019+/-0.011 и F0=0.720+/-0.039+/-0.037. Полученные значения поляризации W-бозона также были использованы для постановки ограничений на величины аномальных тензорных параметров вершины взаимодействия топ-кварка, b-кварка и W-бозона (CMS collaboration, JHEP 01 (2015) 053). 2. Поставлены ограничения на массу W'. Ограничения получены в результате модельно-независимого поиска дополнительного векторного заряженного бозона W' в канале его распада на топ-кварк и b-кварк и исследования различных типов взаимодействий W' с фермионами, проходящих посредством левых и правых токов. Нижнее ограничение на массу векторного заряженного бозона W' составляет 2.15 ТэВ для бозона, взаимодействующего с фермионами посредством правых токов. Ограничение является самым строгим на сегодняшний день ограничением на массу W' в этом канале. (CMS collaboration, arXiv:1509.06051) 3. Проведено исследование рождения бозона Хиггса с распадом на mu+mu-, а также впервые проведен поиск распада бозона Хиггса на e+e- на установке CMS на Большом Адронном Коллайдере при энергии пучков 7 и 8 ТэВ. Были просчитаны верхние ограничения на величину сигнала, соответствующие 95% доверительному интервалу. Результаты представлены для возможных масс бозона Хиггса в интервале от 120 до 150 ГэВ. Комбинированный наблюдаемый предел на сечение рождения Хиггс бозона с распадом на два мюона составляет 7.4 в сечениях стандартной модели для массы 125 ГэВ, в то время, как ожидаемый предел составляет 6.5+2.8-1.9. Это соответствует вероятности такого канала рождения не больше 0.0016. Был поставлен верхний предел на сечение бозона Хиггса с распадом на два электрона при энергии пучков 8 ТэВ в 0.041 pb. Этот результат в сочетании с недавним наблюдением бозона Хиггса с массой 125 ГэВ показывает, что найденный бозон Хиггса не противоречит Стандартной модели. (CMS Collaboration, PLB 744 (2015) 184) 4. Впервые измерено сечение электрослабого рождения Z бозона в сопровождении двух струй в протон-протонных столкновениях при энергии пучков 8 ТэВ. Величина сечения составляет 174 +-15 (stat) +-40 (syst) fb и находится в согласии со стандартной моделью. Основной проблемой в наблюдении данного процесса является то, что сечение фоновых процессов превышает на три порядка сечение сигнала. Фоновыми событиям явлется Дрелл-Ян в следующем порядке разложения по лидирующему логарифму, рождение пар топ-анти-топ кварков и рождение пар векторных бозонов. К двум методам анализа, разработанных для энергии столкновения протонных пучков 7 ТэВ и использующих разные типы реконструкции струй и разные методы вариационного анализа, но оценивающих фон с помошью смоделированные собтия, был добавлен метод, использующий для описания фоновых событий экспериментальные данные. Все три метода дали согласованное значение сечения. Улучшенные методы обработки и увеличение статистики позволили получить более точную оценку сечения. Также были проведены исследования дополнительной адронной активности в событиях. Было получено хорошее согласия мажду данными измерений и результатами предсказаний модели Madgraph. (CMS Collaboration, Eur. Phys. J. C 75 (2015) 66) В эксперименте ATLAS: 5. В данных, набранных экспериментом ATLAS на Большом адронном коллайдере при энергиях столкновений протонов sqrt(s) = 7 и 8 ТэВ были обнаружены распады Bc+ -> J/psi Ds+ и Bc+ -> J/psi Ds*+. Были измерены отношения парциальных ширин этих распадов к парциальной ширине распада Bc+ -> J/psi pi+ и определена доля поперечной поляризации распада Bc+ -> J/psi Ds*+. Измеренные величины находятся в согласии с измерениями коллаборации LHCb. Теоретические предсказания, основанные на пертурбативной КХД, правилах сумм и релятивистской кварковой модели, удовлетворительно описывают измеренные характеристики (ATLAS Collaboration, Eur. Phys. J. C (2015) 75:407) 6. Были измерены двух-частичные Бозе-Эйнштейновские корреляции с помощью детектора АТЛАС в pp столкновениях при sqrt(s) = 0.9 и 7 ТэВ на Большом Адронном Коллайдере. Параметры корреляций были измерены в зависимости от зарядовой множественности и поперечного импульса пар. С ростом зарядовой множественности наблюдается ослабление корреляционной силы и рост размера источника корреляций. Впервые наблюдено прекращение роста корреляций (насыщение) для зарядовых множественностей более 55. С ростом среднего поперечного импульса пар наблюдается ослабление корреляционной силы и уменьшение размера источника корреляций. (ATLAS Collaboration, Eur. Phys. J. C (2015) 75:335) 7. Было проведено первое наблюдение распада Lambda_b^0 -> psi(2S) Lambda^0 с помощью детектора АТЛАС в pp столкновениях при sqrt(s) = 8 ТэВ на Большом Адронном Коллайдере и измерено отношение парциальных ширин распадов Lambda_b^0 -> psi(2S) Lambda^0 и Lambda_b^0 -> J/psi(2S) Lambda^0. Значение отношения было найдено равным 0.501 +-0.038. Измеренное отношение близко к отношениям парциальных ширин аналогичных распадов B мезонов. Предсказание ковариантной кварковой модели (0.8+-0.1) переоценивает величину отношения. (ATLAS Collaboration, Phys. Lett. B 751 (2015) 63-80) 8. Проведено измерение прямого и непрямого (от распадов b-адронов) рождения psi(2S) мезонов используя их распады на J/psi pi+ pi-. Для анализа использованы 2.1 фбн^{-1} протон-протонных взаимодействий при энергии в системе центра масс 7 ТэВ. Дифференциальные сечения измерены в зависимости от поперечного импульса и быстроты psi(2S) мезонов в кинематической области 10 < p_T < 100 ГэВ и |y| < 2.0. Проведено сравнение с предсказаниями КХД (ATLAS collaboration, JHEP 09 (2014) 079). В эксперименте LHCb. 9. В данных, набранных экспериментом LHCb в течение первого этапа работы ускорителя LHC и соответствующих интегральной светимости 3 фб-1, были впервые обнаружены редкие распады Bs -> pi+ pi- mu+mu- и B -> pi+ pi- mu+mu-. Парциальные ширины этих распадов были измерены путем нормировки на известную парциальную ширину распада B0 -> J/psi K*(892)0. Их значения были найдены равными (8.6 +- 1.5 +- 0.7 +- 0.7)х10^-8 и (2.11 +- 0.51 +- 0.15 +- 0.16) х10^-8 для распадов Bs и B0 мезонов соответственно, что совпадает с ожиданиями Стандартной модели. (LHCb Collaboration, Physics Letters B 743, N 9 (2015) 46–55). 10. В эксперименте D0 измерены сечения рождения одиночного топ-кварка в s- и t-каналах и параметра Vtb на полном обьеме данных экспериментов D0 и CDF коллайдера Теватрон. Завершен анализ полного обьема доступных данных экспериментов D0 и CDF коллайдера Теватрон. Проведено обьединение результатов двух экспериментов. Проведены заключительные измерения для энергии протон-протонных столкновений при энергии 1.96 ТэВ. Измерены сечения одиночного рождения топ-кварка в различных каналах рождения. Измерено значение параметра Vtb матрицы Кабибо-Кобаяши-Маскава. Показано согласие с предсказаниями Стандартной модели. (D0 Collaboration,Phys. Rev.Lett. 115 (2015) 15, 152003) 11. В эксперименте ZEUS объединены измерения дифференциальных сечений генерации D*+- мезонов в глубоконеупругих ер рассеяниях на коллайдере HERA. Измерения дифференциальных сечений инклюзивного образования мезонов D*+- в глубоконеупругом ep рассеянии на коллайдере HERA скомбинированы в общей области видимого фазового пространства, определённой измеренными характеристиками процесса: виртуальностью фотона Q 2 > 5 GeV2, неупругостью электрона 0.02 < y < 0.7, поперечным импульсом pт(D*+-) > 1.5 GeV и псевдобыстротой |eta(D*+- )| < 1.5 мезона D*+-. Процедура объединения измерений учитывает все известные корреляции, позволяя существенно уменьшить экспериментальные погрешности полученных сечений. Полученные результаты сравниваются с расчётами в следующем за лидирующим порядке пертурбативного подхода КХД. (The H1 and ZEUS collaborations, Journal of High Energy Physics 1509 (2015): 149) 12. Совместно с МИФИ разработана серия специализированных м икросхем для различных типов детекторов частиц и условий работы, отличающихся входными параметрами. Создана библиотека блоков, позволяющая существенно ускорить процесс разработки. А именно разработаны, изготовлены и испытаны: 32-канальная микросхема с большим динамическим диапазоном и малым потреблением для регистрации тяжелых ионов; 8-канальная микросхема считывания сигналов мюонных камер (Atkin E., Ivanov V., Ivanov P., Malankin E., Normanov D., Osipov D., Samsonov V., Shumikhin V., Voronin A., Journal of Instrumentation, 10 (2015) C04004; Atkin E., Voronin A., Karmanov D., Kudryashov I., Podorozhniy D., Shumikhin V., Journal of Instrumentation, том 10 (2015) C04005) 13. Были выведены доли фрагментации c и b кварков в распадающиеся слабым образом очарованные адроны D0, D+, Ds+ and Lambda c+, и в векторный очарованный мезон D*+ были выведены из результатов экспериментов LEP и усреднены. Полученные усреднённые величины предназначены для нормировки непертурбативной компоненты адронизации c и b кварков в аналитических и Монте-Карло вычислениях (L. Gladilin, Eur. Phys. J. C (2015) 75:19) В 2014-2015 участниками Научной школы получены следующие результаты теоретических исследований: 14. Проведен подробный анализ констант распада очарованных тяжёлых векторных мезонов в методе правил сумм КХД используя оригинальную версию метода, разработанную нашей группой. Получены предсказания для констант распада; показано хорошеее соответствие с результатами существующих вычислений КХД на решётке для очарованных мезонов. (W. Lucha, D. Melikhov, S. Simula, Phys. Lett. B 735, 12, 2014). 15. Впервые рассчитаны с высокой точностью отношения констант распада векторных и псевдоскалярных B-мезонов с использованием оригинальных оптимизированных правил сумм КХД. Показано, что это отношение с высокой точностью оказывается меньше единицы, тогда как в большинстве предыдущих теоретических работах ожидалось значение больше единицы. Данный результат, подтверждённый недавними прецизионными вычислениями в КХД на решётке, является проявлением неизвестных ранее свойств разложения по обратной массе тяжёлого кварка в КХД. (W. Lucha, D. Melikhov, S. Simula, Phys. Rev. D 91, 116009, 2015). 16. На основе колмогоровской аксиоматики теории вероятностей и гипотезы локальности измерения получен новый класс неравенств Белла в форме Вигнера, в которых впервые явным образом учтена зависимость от времени. Данные неравенства позволяют провести экспериментальную проверку принципа дополнительности Н. Бора для квантовой теории в релятивистской области. Эти неравенства возможно применять для открытых квантовых систем и для квантовой теории поля, где принципиально невозможно исключить зависящее от времени взаимодействие между полями. Нарушение полученных неравенств в квантовой теории исследовано на примерах пары коррелированных спинов во внешнем магнитном поле, осцилляций нейтральных псевдоскалярных мезонов и распадов псевдоскалярной частицы на фермион-антифермионную пару. Найден эффект восстановления нестационарных неравенств Белла в системах нейтральных мезонов, который связан с механизмом СР-нарушения (Nikitin N., Sotnikov V., Toms K., Phys. Rev. D 92, 016008 (2015). Никитин Н.В., Томс К.С., Сотников В.П., ЯФ 78, N 10 (2015) 859-884). 17. В рамках голографического подхода с целью описания столкновений тяжёлых ионов рассмотрена модель столкновений доменных стенок в модифицированных пятимерных пространствах AdS_5 (анти де Ситтера), что позволило воспроизвести экспериментальную зависимость множественности рождения частиц от энергии столкновения нуклонов (И.Я. Арефьева, Е.О. Поздеева, Т.О. Поздеева, Теор. Мат. Физ. 176 (2013) 35-49; И.Я. Арефьева, Е.О. Поздеева, Т.О. Поздеева, Теор. Мат. Физ. 180 (2014) 35-50 ). 18. Изучены различные жесткие процессы КХД при энергиях коллайдеров TEVATRON и LHC с использованием kt-факторизационного подхода КХД. Проведены расчеты полных и дифференциальных сечений процессов рождения бозонов Хиггса (с последующим распадом на пару фотонов или b\bar b-пару) при энергиях коллайдера LHC. Также изучено рождение прямых \Psi(2S) мезонов. Было показано, что в kt-факторизационном подходе (с учетом вкладов от состояний цветовых октетов) может быть решена проблема деполяризации для рождения \Psi(2S).(A.V. Lipatov, M.A. Malyshev, N.P. Zotov, Phys. Lett. B 735, 79 (2014); A.V. Lipatov, N.P. Zotov, Eur. Phys. J. C75, 189 (2015), S.P. Baranov, A.V. Lipatov, N.P. Zotov, Eur. Phys. J. C75, 455 (2015)). 19. Были изучены процессы двойного партонного рассеяния при энергиях современных коллайдеров. В подходе kt-факторизации рассмотрено ассоциативное рождение заряженных калибровочных бозонов и заряженных очарованных мезонов на LHC. (S.P. Baranov, A.V. Lipatov, M.A. Malyshev, A.M. Snigirev, N.P. Zotov, Phys. Lett. B 746 (2015) 100–103). 20. Был вычислен 5-петлевой вклад в аномальные размерности кварковой массы поля в КХД. Результаты расчетов 5-петлевого вклада в аномальные размерности кварковой массы и поля в КХД имеют важные применения. В частности, вероятность распада бозона Хиггса на кварки пропорциональна квадрату массы соответствующего кварка и вычисленный вклад оказывается порядка 10^(-3), что сопоставимо с точностью планируемых экспериментов (TLEP). (P.A. Baikov, K.G. Chetyrkin, J.H. Khn, JHEP, 1410 (2014) 076). Кроме того, выполнен расчет синглетного 4-петлевого вклада в правила сумм Бьёркена, что завершает расчет данной величины в указанном приближении (P.A. Baikov, K.G. Chetyrkin, J.H. Khn, Nucl.Part.Phys.Proc. 261-262 (2015) 3-18). 21. Рассмотрены особенности поиска на адронных коллайдерах W’ и Z’ бозонов, возникающих в моделях с дополнительными измерениями пространства-времени, в процессе одиночного рождения топ-кварка и процессе Дрелла-Яна. Посчитаны сечения процесса одиночного рождения топ-кварка и процесса Дрелла-Яна с учетом калибровочных бозонов Стандартной модели, их первых Калуца-Клейновских возбуждений и башен остальных Калуца-Клейновских мод и изучено влияние интерференции между ними. В частности, для протон-протонных столкновений на LHC при энергии в системе центра масс 14 ТэВ найдены характерные изменения в хвостах распределений, связанные с наличием интерференционных эффектов. (E.E. Boos, V.E. Bunichev, M.A. Perfilov, M.N. Smolyakov, I.P. Volobuev, Journal of High Energy Physics, 1406 (2014) 160). 22. В направлении исследования спонтанного возникновения эффективных взаимодействий в калибровочных теориях стандартной модели изучены решения уравнений компенсации метода Н.Н. Боголюбова и условия, накладываемые существованием нетривиальных решений этих уравнений на параметры теории. Продемонстрирована возможность спонтанного возникновения трехбозонного аномального взаимодействия в КХД и в электрослабой теории и получены экспериментальные следствия этого явления. Полученные значения угла смешивания Вайнберга находятся в удовлетворительном согласии с его наблюдаемым значением. В электрослабой теории вычислен вклад эффективного взаимодействия в аномальный магнитный момент мюона. (B.A. Arbuzov, Non-perturbative effective interactions in the Standard Model, Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston). 23. Рассмотрены решения для нетопологических солитонов в теории скалярного поля, обычно называемых Q-шарами, и предложена модель, в которой диапазон зарядов и энергий стабильных Q-шаров много меньше, чем абсолютные значения зарядов и энергий соответственно. (E.Y. Nugaev, M.N. Smolyakov, JHEP 1407 (2014) 009). Также изучены общие свойства Q-шаров в теории, описывающей комплексное скалярное поле, взаимодействующее с U(1) калибровочным полем. В частности, в случае слабого взаимодействия с калибровочным полем предложен простой метод, позволяющий изучать основные характеристики солитонов без получения решений уравнений движения в явном виде. (I.E. Gulamov, E.Y. Nugaev, M.N. Smolyakov, Physical Review D 89 (2014) 085006). Также найдено теоретическое обоснование тому факту, что, в отличие от случая глобальной U(1) симметрии, в калибровочном случае при тех же формах потенциалов скалярного поля заряд и энергия солитона оказываются ограниченными сверху (I.E. Gulamov, E.Y. Nugaev, A.G. Panin, M.N. Smolyakov, Physical Review D 92 (2015) 045011). 24. Построена суперсимметричная модель темной материи с дополнительной калибровочной группой U(1). Исследованы сигналы предсказываемые этой моделью в астрофизических и коллайдерных экспериментах (G. Blanger, J. Da Silva, U. Laa, A. Pukhov, JHEP 1509 (2015) 151). 25. Исследованы возможности идентификации бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере (LHC), а также для ожидаемых данных Международного линейного коллайдера (ILC). Расширение СМ эффективными операторами размерности шесть рассматривается в рамках проводимого анализа экспериментальных данных как достаточно общее теоретическое обоснование, которое могло бы привести к изменению свойств бозона Хиггса. В рамках расширения СМ вычислены сечения рождения бозона Хиггса для полных калибровочно-инвариантных наборов диаграмм во всевозможных каналах распада (два b-кварка, два с-кварка, два глюона, два фотона, два калибровочных бозона, два тау-лептона и два мюона) и построен глобальный хи квадрат фит экспериментальных данных, в результате чего получены контуры исключения в пространстве аномальных констант связи. Продемонстрировано, что даже в режиме с минимальной энергией ILC 250 ГэВ комбинированный фит ожидаемых данных ILC дает точность идентификации примерно на порядок лучше, чем комбинированный фит данных LHC (E.Boos, V.Bunichev, M.Dubinin, Y.Kurihara, Phys. Rev. D89, 035001 (2014)). 26. С целью изучения фазовых переходов в ранней Вселенной за рамками Стандартной Модели (двухдублетная модель, минимальная и неминимальная суперсимметричные стандартные модели) развит подход, позволяющий исследовать высокотемпературный хиггсовский потенциал двухдублетной модели методами теории катастроф. Эффективный конечнотемпературный потенциал Хиггса двухдублетной модели вблизи критических точек приведен к каноническому виду теории катастроф. Проведен анализ феноменологических следствий функций-катастроф типа А_3. (М.Н. Дубинин, Е.Ю. Петрова, Теор. Мат. Физ. 184 (2015) 315-337). 27. Предложены инфляционные модели с неминимально связанными скалярными полями, и с потенциалами, являющимися решениями уравнения ренорм-группы. И для скалярной электродинамики, и для SU(5) модели параметры предложенных моделей инфляции хорошо согласуются с данными наблюдений (E. Elizalde, S.D. Odintsov, E.O. Pozdeeva, and S.Yu Vernov, Physical Review D 90 (2014) 084001). 28. Исследована динамика и устойчивость фоновых решений в космологических моделях с неминимально взаимодействующими скалярными полями и полиномиальными потенциалами. Также изучено влияние космологической постоянной на особенности динамики (M.A. Skugoreva, A.V. Toporensky, S.Yu. Vernov. Physical Review D, 90 (2014) 064044). 29. Построены интегрируемые космологические модели с неминимально взаимодействующим скалярным полем. Явно получено общее решение для одной из таких моделей, а именно модели индуцированной гравитации со степенным потенциалом. Найдено новое однопараметрическое множество интегрируемых моделей с одной и той же функцией неминимальнсго взаимодействия и различными потенциалами. Для полученных интегрируемых моделей рассмотрены условия наличия решений типа «отскока».(A.Yu. Kamenshchik, E.O. Pozdeeva, A. Tronconi, G. Venturi, S.Yu. Vernov, Class. Quantum Grav. 31 (2014) 105003; A.Yu. Kamenshchik, E.O. Pozdeeva, A. Tronconi, G. Venturi, S.Yu. Vernov, Class. Quantum Grav. 32 (2015) accepted for publication, arXiv:1509.00590). 30. Продолжена разработка методов поиска областей интегрируемости нелинейных и семейств периодических решений обыкновенных дифференциальных уравнений. Определены достаточные условия существования локального аналитического первого интеграла в системе с однородной правой частью пятого порядка (B. Ferec, J. Gin, V.G. Romanovski, V.F. Edneral, Journal of Mathematical Analysis and Applications, 434 (2016) 894-914). 31. Разработана математическая теория дифференциальных и интегральных операторов на трехмерных физических решетках с нелокальными свойствами, и показано прямое соответствие дробных математическими операторами для непрерывных континуумов. Создана квантовая теория дробно-нелокальных полей на решетках. Построены решетчатые модели статической физики и механики сплошных сред с нелокальными свойствами степенного типа. Предложено дифференциальное и интегральное исчисление целого и дробного порядка на физических решетках. Найдены разностные операторы, обеспечивающие точную дискретизацию дифференциальных уравнений целого и дробного порядка. Предлагаемое исчисление было использовано для построения дискретных (решетчатых) моделей, соответствующих непрерывным нелокальным полевым моделям в электродинамике, гидродинамике и упругих нелокальных сред (V.E. Tarasov, Advances in High Energy Physics. 2014 (2014) 957863; V.E. Tarasov, Journal of Physics A 47 (2014) 355204; V.E. Tarasov, Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 2014, No. 9 (2014) P09036; V.E. Tarasov, Applied Mathematics Computation 257 (2015) 12-33; V.E. Tarasov, Physica A 421(2015) 330-342; V.E. Tarasov, J. Math. Phys. 56 (2015) 1035068; V.E. Tarasov, Nonlinear Dynamics 80 (2015) 1665-1672). 32. В 2015 году создана новая версия программы micrOMEGAs (micrOMEGAs 4.1), способная вычислять реликтовую плотность темной материи и сигналы проявления темной материи в астрофизических экспериментах для моделей с двумя компонентами темной материи принадлежащими секторам с разными зарядами дискретной группы симметрии ответственной за стабильность темной материи. Изучены простые модели с Z^4 и Z^5 группами симметрий. (G. Blanger, F. Boudjema, A. Pukhov, A. Semenov, Comput. Phys. Commun. 192 (2015) 322-329). 33. В 2014-2015 годах активно развивался и использовался программный пакет CompHEP, позволяющий в полуавтоматическом режиме проводить символьные и численные вычисления в различных теория физики высоких энергий. В частности, разработаны и включены в пакет CompHEP новые методы фитирования параметров бозона Хиггса, расширены функции пакета CompHEP для моделирования процессов на следующем за лидирующим (NLO) уровне точности по теории возмущений. В пакет CompHEP добавлены автоматические функции многомерного сканирования и построения зависимости сечения рассеяния процесса а также зависимости профилей распределений величин от заданных параметров, добавлена возможность построения доверительных областей в пространстве параметров методом поиска минимума функции хи-квадрат. Добавлены функции для алгебраических манипуляций с такими образами (сложение, умножение, деление, смещение, масштабирование). Разработаны и встроены в CompHEP новые алгоритмы для мультипараметрического фитирования сигнала бозона Хиггса в нестандартных моделях и визуализации результатов при помощи пакета ROOT. Новые возможности программы CompHEP использованы, в частности, в работе (E. Boos, V. Bunichev, M. Dubinin, Y. Kurihara, Phys. Lett. B 739 (2014) 410). Программа находится в свободном доступе в сети Интернет (E. Boos, V. Bunichev, M. Dubinin, L. Dudko, V. Edneral, V. Ilyin, A. Kryukov, V. Savrin, CompHEP v4.5.2rc, http://comphep.sinp.msu.ru/, https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/Main/CompHep). 34. Обеспечено участие НИИЯФ МГУ в компьютерной обработке и анализе данных физических экспериментов на LHC в ЦЕРНе (Женева, Швейцария). В частности, обеспечивалась работа Tier-2 центра по обработке и анализу данных эксперимента CMS. Осуществлялось администрирование, поддержка пользователей и наращивание вычислительных ресурсов и ресурсов хранения данных ресурсного центра грид-инфраструктуры РДИГ/EGI/WLCG уровня Tier-2 в НИИЯФ МГУ. С помощью компьютерного моделирования изучались свойства коммуникационных сетей, обладающих свойством малого мира, для суперкомпьютеров экзафлопного уровня. Получены важные результаты по устойчивости таких сетей. Показано, что традиционные коммуникационные сети на основе в виде многомерных торов, имеют тенденцию быстрой деградации при выходе из строя коммуникационных узлов.
грант Президента РФ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Теоретическое и экспериментальное исследование физики тяжелых кварков и взаимодействий тяжелых ядер при высоких энергиях. Разработка новых методов вычислений и анализа данных. Построение новых теорий за рамками Стандартной модели. |
Результаты этапа: В 2014 году проведены экспериментальные исследования свойств адронных взаимодействий при высоких энергиях на установках CMS, ATLAS, LHCb, D0, ZEUS и СВД-2 и развиты различные теоретические модели физики высоких энергий как в рамках Стандартной модели элементарных частиц, так и за ее пределами. В российских и международных экспериментах при определяющем участии коллектива Научной школы были получены следующие результаты: 1. B эксперименте CMS: а) Проведён поиск бозона Хиггса с распадом на пару мюонов на статистике 5.0 фбн-1 при энергии в системе центра масс сталкивающихся протонов 7 ТэВ и на статистике 19.7 фбн-1 при энергии пучков 8 ТэВ. Наблюдаемый верхний предел на сечение рождения бозона Хиггса с распадом на два мюона для массы бозона Хиггса 125 ГэВ получен равным 0.03 пбн, что в 7 раз больше сечения Стандартной модели и соответствует вероятности распада не больше 0.0016. б) В соударениях ядер свинца при энергии 2.76 TeV на пару нуклонов в системе центра масс впервые измерены поперечные спектры струй, связанных с b-кварками. Обнаружено сильное подавление рождения таких струй по сравнению с протон-протонными соударениями в соответствии с теоретическими предсказаниями. в) Обеспечивалась работа Tier-2 центра по обработке и анализу данных эксперимента CMS. С помощью компьютерного моделирования изучались свойства коммуникационных сетей, обладающих свойством малого мира, для суперкомпьютеров экзафлопного уровня. Были получены важные результаты по устойчивости таких сетей. Показано, что традиционные коммуникационные сети на основе в виде многомерных торов, имеют тенденцию быстрой деградации при выходе из строя коммуникационных узлов. 2. В эксперименте ATLAS: а) Проведено измерение параметра нарушения чётности и спиральных амплитуд для Λb -барионов в их распадах на J/Ψ (→μ+μ-) Λ0 (→pπ-). Для анализ использованы 1400 Λb -барионов, идентифицированных в данных о протон-протонных взаимодействиях при энергии в системе центра масс 7 ТэВ. Для параметра нарушения чётности получено значение 0.30 +/- 0.16 (стат.) +/- 0.06 (сист.), в то время как теоретические предсказания дают величину от -0.2 до +0.8. б) Проведено измерение прямого и непрямого (от распадов b-адронов) рождения Ψ(2S)- мезонов с учётом их распадов на J/Ψ π+π-. Для анализа использованы данные в объёме 2.1 фбн-1 протон-протонных взаимодействий при энергии в системе центра масс 7 ТэВ. Дифференциальные сечения измерены в зависимости от поперечного импульса и быстроты Ψ(2S)-мезонов в кинематической области 10 < pT < 100 ГэВ и |y| < 2.0. 3. В эксперименте LHCb: В рамках подготовки к сеансу по набору данных 2015-2018 гг. проведены работы по обеспечению системы низковольтного питания детектора VELO, модификация системы низковольтного питания, разработка ONLINE программного обеспечения для контроля работоспособности детектора VELO (PVSS Alert System) и модернизация системы высоковольтного питания мюонного детектора установки LHCb. 4. В эксперименте ALICE проведен анализ данных эксперимента ALICЕ по фемтоскопическим корреляциям каонов в PbPb- и pPb-соударениях при энергиях в системе центра масс 2.76 и 5.02 ТэВ на пару нуклонов соответственно. Изучена зависимость корреляционных радиусов от поперечной массы mT пары частиц и подтверждено наличие приближенного mT-скейлинга в соударениях PbPb, что согласуется с предсказаниями для гидродинамического типа расширения. Изучено влияние различных механизмов рождения частиц и физических эффектов (гидродинамическое расширение, коллективные потоки, законы сохранения, распад резонансов) на корреляционные радиусы. 5. В эксперименте ZEUS на коллайдере HERA: а) Измерены дифференциальные сечения инклюзивного рождения изолированного фотона и фотона в сопровождении струи частиц в процессах фоторождения. Выполнено сравнение данных с теоретическими расчётами, учитывающими высшие порядки теории возмущений. б) Использование улучшенной методики отбора данных позволило измерить дифференциальные сечения e±p-рассеяния через нейтральный ток при значениях бьёркенской переменной x вблизи единицы. Выполнено сравнение со Стандартной моделью. 6. В эксперименте D0 на коллайдере Tevatron исследовано одиночное рождение топ-кварка в s-канальном процессе рождения. Анализ полной доступной статистики, оптимизация методов и объединение данных экспериментов D0 и CDF позволили впервые достичь уровня статистической достоверности наблюдения этого процесса в 5 стандартных отклонений и сообщить об экспериментальном открытии s-канального рождения топ- кварка. Необходимо отметить, что коллайдер БАК не чувствителен к этому механизму рождения топ-кварков и достоверность измерений далека от текущего результата коллайдера Tevatron. 7. В эксперименте СВД-2 (Спектрометр с вершинным детектором): Представлены результаты измерения инклюзивных распределений по фейнмановской переменной и поперечному импульсу для K0s -мезонов в рА-взаимодействиях при 70 ГэВ/с для трёх мишеней (C, Si, Pb). С использованием А-зависимости измеренный выход K0s-мезонов при xF близких нулю был сравнен с выходом K+- и K- -мезонов в рр-реакции при 70 ГэВ/с. Полученные инклюзивные спектры по продольным и поперечным переменным для K0s сопоставлены с предсказаниями моделей FRITIOF и UrQMD. Для готовящихся экспериментов выполнено следующее: 8. Завершена работа по разработке конструкции трековой системы эксперимента CLAS12 (Лаборатория им. Джефферсона, США) и начата сборка трековой системы. 9. Завершена работа к запуску микрокалориметра для эксперимента НУКЛОН, предназначенного для исследования химического состава и энергетического спектра космических лучей. Получены следующие результаты теоретических исследований: 10. Проведено теоретическое исследование асимптотического поведения двойных партонных функций распределения в квантовой хромодинамике и проанализированы феноменологические следствия наличия двойных партонных рассеяний в протон-ядерных и ядро-ядерных соударениях. 11. На основе колмогоровской аксиоматики теории вероятностей и гипотезы локальности измерения получен новый класс неравенств Белла в форме Вигнера, в которых впервые явным образом учтена зависимость от времени. 12. Проведен подробный анализ констант распада очарованных и прелестных тяжёлых векторных мезонов в методе правил сумм КХД с использованием оригинальной версии метода, разработанной в коллективе научной школы. Показано хорошее соответствие с результатами существующих вычислений КХД на решётке для очарованных мезонов. Для прелестных векторных мезонов полученные результаты представляют собой первые надёжные теоретические оценки. 13. В рамках голографического подхода с целью описания столкновений тяжёлых ионов рассмотрена модель столкновений доменных стенок в модифицированных пятимерных пространствах AdS_5 (анти де Ситтера), что позволило воспроизвести экспериментальную зависимость множественности рождения частиц от энергии столкновения нуклонов. 14. Предложена новая параметризация неинтегрированной функции распределения глюонов в протоне с учетом эффектов насыщения глюонной плотности, параметры которой были найдены исходя из условия наилучшего описания данных LHC. 15. В рамках kt-факторизационного подхода проведены расчеты процесса инклюзивного рождения хиггсовских бозонов (в дифотонной моде распада). Показано, что предсказания kt-факторизационного подхода с использованием глюонных распределений находятся в согласии как с первыми экспериментальными данными коллаборации АTLAS, так и с результатами NNLO-расчетов в рамках коллинеарного приближения КХД. Тем самым продемонстрирован эффективный учет ведущих логарифмических поправок, пропорциональных ln 1/x, в рамках ведущего порядка kt-факторизационного подхода. 16. Для исследования спонтанного возникновения эффективных взаимодействий в калибровочных теориях Стандартной модели продолжено изучение решений уравнений компенсации метода Н.Н. Боголюбова и условий, накладываемых существованием нетривиальных решений этих уравнений на параметры теории. Полученные значения угла смешивания Вайнберга находятся в удовлетворительном согласии с его наблюдаемым значением. 17. Изучена феноменология темной материи в расширенной Стандартной Модели с Z3 и Z4 группами симметрии ответственными за стабильность частиц темной материи. Изучено расширение Стандартной модели, в которой частица темной материи взаимодействует с частицами Стандартной Модели с помощью дополнительного калибровочного взаимодействия U(1) с нарушением изоспина. Показано что в рамках этой модели можно согласовать отсутствие сигнала темной материи на экспериментах с ксеноном и наблюдение такого сигнала на кремниевом детекторе. 18. Предложены инфляционные модели с неминимально связанными скалярными полями, и с потенциалами, являющимися решениями уравнения ренорм-группы. И для скалярной электродинамики, и для SU(5) модели параметры предложенных моделей инфляции хорошо согласуются с данными наблюдений. 19. Продолжена разработка методов поиска областей интегрируемости нелинейных и семейств периодических решений обыкновенных дифференциальных уравнений с помощью метода нормальной формы. | ||
2 | 1 января 2015 г.-30 ноября 2015 г. | Теоретическое и экспериментальное исследование физики тяжелых кварков и взаимодействий тяжелых ядер при высоких энергиях. Разработка новых методов вычислений и анализа данных. Построение новых теорий за рамками Стандартной модели. |
Результаты этапа: В 2015 году проведены экспериментальные исследования свойств адронных взаимодействий при высоких энергиях на установках CMS, ATLAS, LHCb, D0, ZEUS и развиты различные теоретические модели физики высоких энергий как в рамках Стандартной модели элементарных частиц, так и за ее пределами. В российских и международных экспериментах при определяющем участии коллектива Научной школы были получены следующие результаты: Измерены поперечная и продольная поляризации W-бозона, возникающего из распада одиночного топ-кварка в эксперименте CMS на коллайдере LHC. Измеренные значения поперечной и продольной поляризации W-бозона оказались равными FL=0.298 +/- 0.028 +/- 0.032, FR=0.018+/-0.019+/-0.011 и F0=0.720+/-0.039+/-0.037. Полученные значения поляризации W-бозона также были использованы для постановки ограничений на величины аномальных тензорных параметров вершины взаимодействия топ-кварка, b-кварка и W-бозона (CMS collaboration). Были измерены двухчастичные Бозе-Эйнштейновские корреляции с помощью детектора АТЛАС в pp-столкновениях при sqrt(s) = 0.9 и 7 ТэВ на Большом адронном коллайдере. Параметры корреляций были измерены в зависимости от зарядовой множественности и поперечного импульса пар. С ростом зарядовой множественности наблюдается ослабление корреляционной силы и рост размера источника корреляций. Впервые наблюдено прекращение роста корреляций (насыщение) для зарядовых множественностей более 55. С ростом среднего поперечного импульса пар наблюдается ослабление корреляционной силы и уменьшение размера источника корреляций (ATLAS Collaboration). В данных, набранных экспериментом LHCb в течение первого этапа работы ускорителя LHC и соответствующих интегральной светимости 3 фб-1, были впервые обнаружены редкие распады Bs -> pi+ pi- mu+mu- и B -> pi+ pi- mu+mu-. Парциальные ширины этих распадов были измерены путем нормировки на известную парциальную ширину распада B0 -> J/psi K*(892)0. Их значения были найдены равными (8.6 +- 1.5 +- 0.7 +- 0.7)х10^-8 и (2.11 +- 0.51 +- 0.15 +- 0.16) х10^-8 для распадов Bs и B0 мезонов соответственно, что совпадает с ожиданиями Стандартной модели (LHCb Collaboration). В эксперименте D0 измерены сечения рождения одиночного топ-кварка в s- и t-каналах и параметра Vtb на полном обьеме данных экспериментов D0 и CDF коллайдера Теватрон. Завершен анализ полного обьема доступных данных экспериментов D0 и CDF коллайдера Теватрон. Проведено обьединение результатов двух экспериментов. Проведены заключительные измерения для энергии протон-протонных столкновений при энергии 1.96 ТэВ. Измерены сечения одиночного рождения топ-кварка в различных каналах рождения. Измерено значение параметра Vtb матрицы Кабибо-Кобаяши-Маскава. Показано согласие с предсказаниями Стандартной модели (D0 Collaboration). Получены следующие результаты теоретических исследований: Впервые рассчитаны с высокой точностью отношения констант распада векторных и псевдоскалярных B-мезонов с использованием оригинальных оптимизированных правил сумм КХД. Показано, что это отношение с высокой точностью оказывается меньше единицы, тогда как в большинстве предыдущих теоретических работах ожидалось значение больше единицы. Данный результат, подтверждённый недавними прецизионными вычислениями в КХД на решётке, является проявлением неизвестных ранее свойств разложения по обратной массе тяжёлого кварка в КХД. В рамках голографического подхода с целью описания столкновений тяжёлых ионов рассмотрена модель столкновений доменных стенок в модифицированных пятимерных пространствах AdS_5 (анти де Ситтера), что позволило воспроизвести экспериментальную зависимость множественности рождения частиц от энергии столкновения нуклонов. Предсказан возможный непертурбативный эффект в процессе рождения на LHC пары топ-антитоп в сопровождении промежуточного бозона (W, Z). Показано, что при энергии 13 ТэВ эффект может быть значительным. Результаты не противоречат существующим данным при 8 ТэВ. Отметим, что новейшие опубликованные данные указывают на возможность обсуждаемого эффекта на уровне 2-х стандартных отклонений. Подтверждение предсказания могло бы служить весомым аргументом в пользу справедливости механизма спонтанного возникновения эффективных взаимодействий в Стандартной модели, основанного на принципе компенсации Н.Н.Боголюбова. Вычислен 5-петлевой вклад в аномальные размерности кварковой массы поля в КХД. Результаты расчётов 5-петлевого вклада в аномальные размерности кварковой массы и поля в КХД имеют важные применения. В частности, вероятность распада бозона Хиггса на кварки пропорциональна квадрату массы соответствующего кварка и вычисленный вклад оказывается порядка 10^(-3), что сопоставимо с точностью планируемых экспериментов (TLEP). Исследованы возможности упрощения сценариев МССМ с наблюдаемой массой бозона Хиггса 125 ГэВ. Показано, что в СР-сохраняющем пределе следует рассматривать сценарии МССМ, зависящие от пяти параметров модели. Продемонстрировано, что существуют довольно ограниченные области параметров, при которых возможно редуцировать количество свободных параметров МССМ до двух, что находится в согласии с hMSSM-сценарием. Определены достаточные условия существования локального аналитического первого интеграла в системе с однородной правой частью пятого порядка. Также предложен подход к поиску обратимых систем для уравнения Лотки-Вольтерра с однородными нелинейностями. Изучены процессы двойного партонного рассеяния при энергиях современных коллайдеров. В подходе kt-факторизации рассмотрено ассоциативное рождение заряженных калибровочных бозонов и заряженных очарованных мезонов на LHC. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".