|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерахНИР
Study of rare B-mesons decay, the process of production and decay of charmed baryons at colliders
- Руководитель НИР: Бережной А.В.
- Участники НИР: Горелов И.В., Ерофеева И.Н., Жуков В.Ю., Козачук А.Д., Мелихов Д.И., Онищенко А.И., Саврина Д.В.
- Подразделение: Отдел экспериментальной физики высоких энергий
- Срок исполнения: 1 января 2015 г. - 31 декабря 2025 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 3.5
- Номер ЦИТИС: 122081100009-0
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физика высоких энергий
- ПН России: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.05.01 Общие вопросы
- 29.05.27 Свойства стабильных частиц. Фундаментальные законы сохранения
- 29.05.49 Гипотетические частицы и взаимодействия
- 29.05.81 Методика и техника эксперимента в физике элементарных частиц
-
Ключевые слова:
тяжёлые барионы, тяжёлые кварки, cp-нарушение, распады тяжёлых адронов, электро-слабые взаимодействия, кхд, правила сумм, адронизация
-
Описание:
Основной целью исследования является теоретическое и экспериментальное изучение редких распадов B-мезонов, а также экспериментальное и теоретическое изучение рождения и распадов прелестных барионов. Экспериментальные работы осуществляются в рамках эксперимента LHCb на Большом Адронном Коллайдере и сопровождаются теоретическими исследованиями в соответствующих областях. Следует отметить, что детектор LHCb наилучшим образом подходит для экспериментального изучения перечисленных процессов. Работа в эксперименте LHCb подразумевает участие в общих работах по обслуживанию детектора и вычислительной сети GRID, используемой при анализе экспериментальных данных и генерации Монте-Карло образцов. Поэтому участие в этих работах также является необходимой составляющей исследования.
-
Планируемые результаты:
В ближайшее время планируется получить одобрение коллаборации LHCb и опубликовать от её имени экспериментальные работы по распадам Lambda_b --> D+ (D*+) p pi-pi- и Bs --> J/psi K K pi pi. В настоящий момент анализ упомянутых распадов завершён и обе работы находятся на стадии обсуждения внутри сообщества LHCb. Также планируется произвести теоретическую оценку выхода P волновых возбуждений Xi_bb барионов и D волновых возбуждений Bc мезона в условиях LHCb, и опубликовать эти результаты (работы находятся на стадии написания статьи). Важной задачей на ближайший год является разрешение противоречия теоретической оценкой и экспериментальным результатом по сверхредкому распаду B+ --> mu+ mu- mu+ nu_mu (на сегодняшний день теория переоценивает относительную парциальную ширину распада). Также участниками НИР будут изучены поправки в амплитуды редких распадов нейтральных В-мезонов за счёт петель виртуальных с-кварков. Будет построен нелокальный оператор, описывающий излучение мягкого глюона из петли с-кварка; полученный результат будет использован для вычисления нефакторизуемых вкладов в амплитуды редких радиационных лептонных распадов В-мезонов. Будут изучено влияние данных вкладов на наблюдаемые характеристики. В среднесрочной перспективе в рамках эксперимента LHCb планируется подробное изучение распадов Xi_b0 --> D+(D*+) p K- pi- , Xi_b- --> D0 p K- pi-, Omega_b --> D0 p K- K-, Lambda_b --> Lambda_c+ pi- pi+ pi-, включая исследование их резонансной струкруры и измерение их парциальных ширин. Также планируется участие в поиске дважды тяжёлого Xi_bc бариона. В теоретической части НИР планируется учесть однопетлевые поправки в адронное рождение дважды тяжёлых барионов и Bc мезона. Также будут продолжены работы по формулировке правил сумм КХД для экзотических тетра- и пентакварков. Будет изучен случай неэкзотических по аромату тетракварков, которые смешиваются с обычными мезонами, и построены соответствующие правила сумм КХД.
-
Научный задел:
Члены исследовательского коллектива имеют существенный опыт как в области экспериментальных исследований очарованных и прелестных барионов, рождающихся в e+e- взаимодействиях (эксперимент ARGUS, DESY), протон-антипротоных взаимодействиях (эксперимент CDF, FERMILAB), протон-протонных взаимодействиях (экперимент LHCb, LHC, CERN), так и в теоретическом изучении тяжёлых адронов. Многие работы членов коллектива в области рождения и распадов тяжёлых адронов являются основополагающими. Кроме того, члены коллектива обладают навыком работы с программным обеспечением LHCb и имеют доступ к экспериментальным данным, полученным с помощью детектора LHCb.
- Добавил в систему: SINP IAO
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: В рамках НИР "Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах" в 2015 решались следующие задачи: 1. Экспериментальное изучение адронных распадов прелестных барионов с очарованным мезоном конечном состоянии на установке LHCb. В настоящий момент выделен сигнал для распада бариона Lambda_b0 в D-мезон протон и два пиона и для распада бариона Lambda_b0 в D*-мезон протон и два пиона. Первоначально планировалось изучить только первый распад, однако в процессе анализа данных выяснилось, что потеря в распаде D*-мезона нейтрального пиона не приводит к полному размытию пика. Сигнал от такого процесса отчётливо виден. В нём можно с хорошей точностью определить количество событий. Это позволит изучить отношение ширин распадов с D-мезон и D*-мезоном в конечном сотоянии. Сравнение этого числа с аналогичным отношением, измеряемым в прямом адронном рождении очарованных мезонов очень важно для понимания механизмов адронизации очарованных кварков. В качестве нормировочного канала для исследуемого был выбран канал распада B0-мезона на D-мезон и три заряженных пиона. Его схожесть в кинематике с исследуемым каналом позволяет серьёзно уменьшить неопределённости в измеряемых величинах. В процессе исследования обнаружилось, что в основной сигнал от распада примешивается другой распад Lambda_b0-бариона в Lambda_c-барион и три пиона. Чтобы избавится от этой примеси был введено обрезание по параметру d_ctau (время жизни D-мезона).В настоящий момент внутренняя нота находится в стадии написания (LHCb-ANA-2015-020). По теме этого исследования группой МГУ были сделаны два доклада на рабочей группе LHCb B2OC. В следующем году плануруется завершить этот анализ и опубликовать статью в рамках LHCb. По результатам исследования в декабре 2015 года должна состояться защита дипломной работы на Физическом факультете МГУ. 2. Изучение редких полулептонных распадов Bs И B0 мезонов на два пиона и два мюона. Подготовлена и опубликована статья об обнаружении редких полулептонных распадов Bs И B0 мезонов на два пиона и два мюона (LHCb Collaboration, Physics Letters B, Vol.743, N 9, pp. 46–55 (2015)). Теоретическое описание этих распадов очень сильно зависит от применяемой модели, поэтому эспериментальные данные по ним должны отсеять обширный класс теоретических подходов. 3. Изучение распадов Bd и Bs-мезонов на четыре мюона в LHCb. Теоретическиепредсказания парциальных ширин для данных распадов находятся на уровне 10e-11 - 10e-10 , что делает их экстремально редкими и очень сложными для обнаружения. Однако, после обнаружения в 2015 году прекрасного согласия парциальных ширин распадов Bd и Bs-мезонов на два мюона с предсказаниями Стандартной модели, поиски физики вне рамок СМ имеет смысл вести только в распадах, парциальные ширины которых меньше, чем 10e-9 . Исследования ведутся при помощи слепого анализа с использованием специального алгоритма машинного обучения MatrixNet. По результатам работы готовится внутренняя нота LHCb LHCb-ANA-2015-040 и планируется журнальная публикация. В декабре 2015 года должна состояться защита дипломной работы на Физическом факультете МГУ. 4. Исследование редкого B-мезона и три мюона и нейтрино. Для изучения этого распада в рамках пакета EvtGenExtras был теоретическиразработан, написан и протестирован Монте-Карло генератор BUTOMMMN. Генератор включен в официальное программное обеспечениеколлаборации LHCb. Начата работа по созданию Монте-Карло генераторов для редких полулептонных распадов D-мезонов. 5. Радиационные распады В-мезонов. В рамках дисперсионной формулировки кварковой модели теоретически исследованы радиационные распады В-мезонов, которые идут, в основном, только за счет механизма слабой аннигиляции. Учтен вклад излучения фотона из векторного мезона, который раннее ошибочно считался пренебрежимо малым. По результатам исследований написана статья (A.Kozachuk, D.Melikhov, N.Nikitin, arXiv:1511.03540 [hep-ph]) и отправлена для публикации в журнал Phys.Rev.D. 6. Теоретический анализ констант распада мезонов, содержащих тяжёлый b-кварк. 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 не известных ранее свойства разложения по обратной массе тяжёлого кварка в КХД. По результатам исследования опубликована статья (W.Lucha, D.Melikhov, S.Simula: Accurate decay-constants ratios fB*/ fB and fBs*/ fBs from Borel QCD sum rules Phys. Rev. D91, 116009, 2015). 7. Методов восстановления нейтрального пиона была произведена калибровка электромагнитного калориметра LHCb. | ||
| 2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 4 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 5 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 6 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 7 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 8 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 9 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 10 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
| 11 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Изучение редких распадов В-мезонов, процессов рождения и распада прелестных барионов на коллайдерах |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
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".