Тема № 1.3.3.1.1. Проверка Стандартной модели в прецизионных экспериментах и редких распадах

Целью экспериментов, которые объединены в этом проекте, является проверка существующей теории взаимодействий элементарных частиц - Стандартной модели (СМ), а также поиск явлений, выходящих за её пределы. Данный проект включает в себя как идущие, так и готовящиеся эксперименты в ряде лабораторий мира на ускорителях элементарных частиц. Проект состоит из следующих блоков: I. Эксперимент с детектором КЕДР на e+e- коллайдере ВЭПП-4М (ИЯФ СО РАН). II. Эксперимент с детектором BES-III на e+e- коллайдере BEPC-II (Китай). III. Эксперимент с детектором Belle-II (Belle) на e+e- коллайдере KEKB (Япония). IV. Эксперимент с детектором CMS на pp коллайдере LHC (ЦЕРН). V. Эксперимент MEG2 в PSI (Швейцария). Эксперименты КЕДР, BES-III. Уже несколько десятилетий e+e- аннигиляция в адроны в области энергий от psi-мезонов до Upsilon-мезонов активно изучается экспериментально и теоретически, в частности, потому, что в ней находятся семейства частиц, содержащих тяжелые c- и b-кварки. Для них возможны расчеты в рамках Стандартной модели (квантовой хромодинамики), что позволяет сравнивать результаты эксперимента с предсказанием теории. В распадах чармония, D- и B-мезонов осуществляется поиск процессов вне рамок Стандартной модели (СМ). Например, распады в которых не сохраняется лептонное число. Эксперименты Belle II, Belle. Эксперименты, проводимые на В-фабрике SuperKEKB, которая является модернизацией работавшего ранее коллайдера KEKB, детектором Belle II (модернизация работавшего ранее детектора Belle) дают возможность изучать с высокой точностью рождение и распады тяжелых В- и D-мезонов, а также tau-лептона. Получаемая информация позволяет продвинуться в понимании физики адронов и лептонов, изучать параметры СР нарушения и, возможно, обнаружить явления, выходящие за рамки СМ, - проявление новой физики. Недавно на e+e- фабрике KEKB была получена самая высокая в мире светимость. Эксперимент CMS. За последнее десятилетие эксперименты на Большом адронном коллайдере (LHC) дали огромное количество новых данных о фундаментальных взаимодействиях элементарных частиц. Наиболее ярким результатом является открытие в экспериментах с детекторами CMS и ATLAS бозона Хиггса - последней фундаментальной частицы, которая предсказана в рамках СМ. В этот блок проекта включены экспериментальные и методические работы, проводимые группой физиков ИЯФ СО РАН на детекторе CMS. Группа является одной из ведущих в анализе данных по поиску рождения двух хиггсовских бозонов. Изучение рождения двух хиггсовских бозонов позволит измерить второй параметр хиггсовского потенциала в Стандартной модели, а также возможный вклад «новой физики». Эксперимент MEG. Эксперимент MEG в PSI (Paul Scherrer Institute, Швейцария) нацелен на поиск возможного нарушения закона сохранения лептонного числа в безнейтринном распаде мюона в позитрон и гамма-квант. В эксперименте MEG используется наиболее интенсивный источник непрерывных мюонов в мире, который производится с помощью пучка протонов высокой интенсивности. Энергия фотонов от распада mu+ измеряется электромагнитным калориметром с рекордной точностью 1,3%. Калориметр на основе жидкого ксенона был изготовлен с использованием опыта, накопленного в ИЯФ СО РАН при изготовления калориметров на основе сжиженных благородных газов.