ИСТИНА

Экспериментальные и феноменологические исследования по физике сильных и электрослабых взаимодействий на российских и зарубежных ускорителях и коллайдерах

Подтверждено открытие бозона Хиггса экспериментами ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере. Впервые выполнены измерения его характеристик, включая вероятности различных мод распадов, значений констант связи и квантовых чисел спина и чётности. На суммарных данных в 2,5 раза больших, чем при открытии новой частицы, измерены масса частицы (125,5±0,2+0,5-0,3)ГэВ, уровень сигнала относительно предсказаний для бозона Хиггса Стандартной модели, в том числе для разных механизмов рождения, константы связи с фермионами и бозонами, дифференциальные сечения. Определены квантовые числа новой частицы JP=0+, в соответствии ожидаемыми для бозона Хиггса Стандартной модели. Альтернативные квантовые числа 0-, 1+,1-, 2+ исключены на 98-99% уровне достоверности. В эксперименте CMS впервые зафиксирован процесс ассоциативного рождения одиночного топ-кварка и W бозона (tW канал) при энергиях протон-протонных столкновений 7 и 8 ТэВ. Уровень достоверности измерений – 6 стандартных отклонений - позволяет говорить об экспериментальном открытии таких процессов. Проведен модельно независимый поиск рождения дополнительного векторного заряженного бозона W', с необходимостью появляющегося в различных теориях за рамками Стандартной модели. Сигнал рождения W' бозона не обнаружен. Найдены ограничения на его возможную массу и константы связи: MW′> 2.03 ТэВ на уровне достоверности 95%. В эксперименте ATLAS для рр-взаимодействий при 7 ТэВ измерены дифференциальные сечения рождения В+-мезонов, Ψ(2S) – мезонов и параметра нарушения СР чётности в распадах Λb - барионов. Получены экспериментальные ограничения на вероятность редкого распада Bs-мезона на два мюона BR(Bs → μ+μ ) < 1.5 (1.2)∙10-8 при 95% (90%) уровне достоверности. В эксперименте LHCb при исследовании сверхредких распадов В – мезонов поставлены лучшие в мире верхние пределы на парциальные ширины сверхредких распадов Bd,s +-+- в Стандартной модели и ее расширениях. Показано, что зависимость относительного выхода Вs и В – мезонов от поперечного импульса, полученная в эксперименте LHCb, может быть объяснена в рамках фрагментационной модели адронизации. Предсказана сильная зависимость отношения выходов Bc и В мезонов от поперечного импульса. В эксперименте D0 на коллайдере Теватрон зарегистрировано рождение бозона Хиггса со статистической значимостью 3.2 стандартных отклонения в моде распада на пару b анти-b кварков. Этот результат особенно важен, потому что для экспериментов на Большом адронном коллайдере выделение этой моды представляет серьёзную проблему. Масса бозона Хиггса, измеренная на Большом адронном коллайдере, попадает в интервал значений масс, полученный на Теватроне. Процесс одиночного рождения топ-кварка в t-канальной моде зарегистрирован на уровне статистической достоверности 7.7 стандартных отклонений в эксперименте D0 на коллайдере Теватрон. Впервые открыто одиночное рождение топ-кварка в s-канальной моде на уровне достоверности 3.7 стандартных отклонения. Измеренные сечения s-канальной и t-канальной мод составляют: σ(s-канал) = 1.10+0.33–0.31 пб; σ(t-канал) = 3.07+0.53–0.49. В эксперименте ZEUS на электрон-протонном коллайдере HERA проанализированы объединённые данные коллабораций H1 и ZEUS о рождении очарованных кварков в глубоконеупругом рассеянии. Определена величина бегущей массы с-кварка. Измерены сечения рождения возбуждённых очарованных мезонов, определены их массы и ширины. Коллаборация СВД впервые при энергиях до 100 ГэВ в одном эксперименте получила совместные данные по рождению заряженных и нейтральных очарованных D-мезонов и провела сравнение с данными, полученными в широком интервале энергий. В рамках совместных научных проектов для эксперимента ClAS12 (Лаборатория им.Т.Джефферсона, США) изготовлен и испытан первый рабочий модуль кремниевого трекера; начато серийное производство модулей. Подготовлено техническое задание на производство специального сборочного оборудования для трековой системы MPD в эксперименте NICA/MPD (ОИЯИ, Дубна). Для эксперимента НУКЛОН разработаны и изготовлены модули микрокалориметра на базе разработанной в ОЭФВЭ специализированной микросхемы «НУКЛОН». Работа выполнена с использованием оборудования, закупленного по Программе развития МГУ (ПНР3) На основе метода оптимизированных правил сумм КХД теоретически получено прецизионное значение одного из фундаментальных параметров Стандартной модели – массы тяжёлого b-кварка. Использованный подход позволил рассчитать не только статистическую погрешность в массе тяжёлого кварка, связанную с погрешностями других параметров КХД (таких как константа связи, массы лёгких кварков, конденсаты КХД), но и систематическую погрешность, связанную с ограниченной точностью метода правил сумм КХД. Полученное значение массы b-кварка является на сегодняшний день одним из наиболее точных значений данного параметра Стандартной модели. В модели «мира на бране» с калибровочными полями Стандартной модели, распространяющимися в многомерном пространстве, для процесса одиночного рождения топ-кварка и процессов Дрелла-Яна изучены особенности поиска на адронных коллайдерах низших Калуца-Клейновских (КК) возбуждений W и Z бозонов и показана необходимость учета интерференции не только с калибровочными бозонами Стандартной модели, но и со вкладами высших КК мод W и Z, и с КК возбуждениями гравитона. В 2013 году сотрудники ОЭФВЭ опубликовали более 250 печатных работ в реферируемых журналах, сделали более 60 докладов на конференциях и рабочих совещаниях. В июне 2013 года совместно с ОТФВЭ проведено крупное международное совещание XXI International Workshop «Quantum Field Theory and High Energy Physics» (QFTHEP’2013).