Следующая темаПредыдущая тема
 Перейти в данной теме к
 cотрудничеству по теме
Вернуться к направлениюВернуться к содержанию
02-2-1124-2015/2020
Приоритет:1
Статус: Одобрена

Поиск новой физики в экспериментах на интенсивных пучках мюонов

Руководитель темы:    Глаголев В.В.
Заместитель: Давыдов Ю.И.
Научный руководитель темы:     Будагов Ю.А.

Участвующие страны и международные организации:

Беларусь, Болгария, Великобритания, Грузия, Германия, Италия, Россия, Словакия, США, Франция, Чехия, Швейцария, Украина, Япония.

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

Эксперименты Mu2e и MEG II посвящены поиску процесса с нарушением лептонного числа для заряженных лептонов µ - N e - N и µ + e +gamma. При наличии массы у нейтрино данные процессы возможны, но остаются ненаблюдаемыми, т.к. вероятность пропорциональна (Delta m 2ij/M 2W) 2, где Delta m 2ij разница квадратов масс i-ой и j-ой нейтринных собственных состояний, а MW - масса W-бозона. Предсказанные вероятности для процессов µ-N e -N и µ + e +gamma составляют ~ 10 -50. Эти процессы являются теоретически безупречными объектами при поисках новой физики (НФ). Во многих моделях НФ, включающих массивные нейтрино, вероятности этих процессов существенно увеличиваются и становятся доступными для наблюдений.

Аномальный магнитный момент мюона a\mu может быть вычислен с большой точностью и измерен в эксперименте Фермилаб. Этот эксперимент получил название "мюон g-2". Сравнение данных эксперимента и предсказаний Стандартной модели (СМ) обеспечит достоверный поиск НФ. Разница между измерением и предсказанием на данный момент Delta aµ = (255 ± 80)x 10 -11 (3,2 sigma) является наиболее цитируемым результатом и возможно, предвестником НФ в Тэвной области энергий. Различные объяснения этой разницы, в том числе суперсимметрией, внутренней структурой лептонов, петлями частиц темной материи и т.д., хорошо обоснованы теоретически в каждой из этих моделей. Улучшение точности этого измерения в 4 раза позволит понять наблюдается ли отклонение от СМ и если да, то в пользу какой из предложенных теоретиками моделей.

Исследование нарушений СР-симметрии в лептонном секторе при помощи нейтринных осцилляций.

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:
  1. Mu2e: Участие ОИЯИ в моделировании, создании и тестировании э.м. калориметра и вето системы.
    Участие в создании прототипов сцинтилляционного э.м. калориметра и мюонной вето-системы и их тестирование на пучках ускорителей и на космике. Участие в контроле качества кристаллов при их массовом производстве и в сборке всего э.м. калориметра. Участие в производстве модулей вето-системы, их тестировании и сборке всей вето-системы в составе установки. Проведение радиационных тестов элементов установки. По завершению этапа темы э.м. калориметр и вето-система будут подготовлены к включению в состав полной установки.

  2. Muon g-2: Участие ОИЯИ в создании системы сбора данных. Окончательная отладка и сопровождение программ системы сбора данных для визуализации принимаемой информации и управления электроникой. Поддержка системы контроля параметров установки. Участие в наборе основного массива экспериментальных данных и в их обработке.

  3. MEG-PEN: Улучшение точности измерения распада pi enu до 5· 10 -4. Создание установки MEG-II и измерение распада µ egamma на уровне 4· 10 -14.

  4. Нейтринная платформа ЦЕРН: Участие в создании и тестировании прототипов детекторов для нейтринных экспериментов нового поколения. Для предсказания спектров и потоков нейтрино и антинейтрино в ускорительных экспериментах нового поколения (DUNE, T2K и др.) с точностью лучше 5% необходимо провести исследования с использованием адронных пучков ЦЕРН по измерению выходов адронов в протон-ядерных и пион-ядерных взаимодействиях. Аналогичная работа уже успешно выполняется для эксперимента T2K при активном участии физиков ЛЯП ОИЯИ.

  5. МЮСПИН: Исследование поведения положительных мюонов в системах с магнитными наночастицами.

  6. ТРИТОН: Получение сведений о механизме ядерной реакции pt из состояния мюонной мтолекулы.

Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:
  1. Моделирование калибровки э.м. калориметра установки Mu2e.

  2. Проведение тестов прототипов э.м. калориметра типа CsI и BaF2 на пучках электронов и гамма источниках, анализ данных.

  3. Участие в подготовке станции контроля качества кристаллов и их тестирование.

  4. Сборка и тестирование модулей вето-системы на космике и пучках протонов, анализ данных.

  5. Сопровождение окончательной версии программы on-line контроля и визуализации данных для эксперимента Muon g-2.

  6. Участие в наборе и обработке экспериментальных данных.

  7. Участие в испытаниях элементов детектора на радиационную стойкость.

  8. Обработка экспериментальных данных по радиационному распаду пиона, полученных в эксперименте PEN.

  9. Участие в создании позитронного трекера установки MEG-II, DAQ, моделирование и обработка данных. Разработка программ для управления электроникой и визуализации событий.

  10. Участие в сборке и тестировании модулей сцинтилляционных счетчиков системы вето для прототипов детекторов для нейтринных экспериментов нового поколения.

  11. Участие в наборе и анализе экспериментальных данных, полученных на пучках ЦЕРН, разработка программного обеспечения.

  12. Изучение поведения магнитных наночастиц с высокой анизотропией с помощью положительных мюонов.

  13. Обработка данных по ядерной реакции синтеза в системе p+t методом мюонного катализа. Методические измерения отклика системы детектирования установки Тритон на пучке электронов с энергией до 20 МэВ.

Проекты по теме:
  Название проекта Руководитель проекта Приоритет проекта
(сроки реализации)
1. Поиск новой физики в экспериментах на интенсивных пучках мюонов Фермилаб Глаголев В.В.1   (2015-2020)

Основные этапы темы:
Этап темы или эксперимент Руководители Статус проекта или эксперимента
  Лаборатория или другие
подразделения ОИЯИ
Ответственные от лаборатории		Основные исполнители
1. Эксперимент Mu2e Глаголев В.В.
R&D
Реализация
  ЛЯП
  		Артиков А.М.,  Атанов Н.В.,  Атанова О.С.,  Азарян Н.С.,  Баранов В.Ю.,  Батусов В.Ю.,  Будагов Ю.А.,  Гуськов А.В.,  Давыдов Ю.И.,  Демин Д.Л.,  Коломоец В.И.,  Коломоец С.М.,  Кульчицкий Ю.А,  Ляблин М.В.,  Романов В.М.,  Сазонова А.В.,  Симоненко А.В.,  Студенов С.Н.,  Суслов И.А.,  Терещенко В.В.,  Терещенко С.В.,  Титкова И.В.,  Усубов З.У.,  Харжеев Ю.Н.,  Чохели Д.Ш.,  Шалюгин А.Н.
  ЛТФ
  		Казаков Д.И.,  Козлов Г.А.,  Тарасов О.В.
  ЛИТ
  		Кореньков В.В.,  Ужинский В.В.
  ЛФВЭ
  		Галоян А.C.
2. Эксперимент Muon g-2 Хомутов Н.В.
R&D
Реализация
  ЛЯП
  		Баранов В.А.,  Вольных В.П.,  Дугинов В.И.,  Кравчук Н.П.,  Кучинский Н.А.,  Руденко А.И.
  ЛФВЭ
  		Мовчан С.А.
  ЛРБ
  		Крылов В.А.
3. Эксперимент MEG-II Хомутов Н.В.
R&D
Реализация
  ЛЯП
  		Баранов В.А.,  Глаголев В.В.,  Давыдов Ю.И.,  Кравчук Н.П.,  Красноперов А.В.,  Кучинский Н.А.,  Малышев В.Л.,  Рождественский А.М.,  Симоненко А.В.,  Титкова И.В.
  ЛФВЭ
  		Колесников А.О.
  ЛРБ
  		Крылов В.А.
4. Эксперимент PEN Кучинский Н.А.
Обработка данных
  ЛЯП
  		Баранов В.А.,  Величева Е.П.,  Вольных В.П.,  Коренченко С.М.,  Кузьмин Е.С.,  Рождественский А.М.,  Хомутов Н.В.,  Хрыкин А.С.
  ЛТФ
  		Быстрицкий Ю.М.
5. "Нейтринная платформа
ЦЕРН"		 Попов Б.А.
Набор данных
Обработка данных
  ЛЯП
  		Атанов Н.В.,  Красноперов А.В.,  Любушкин В.В.,  Терещенко В.В.,  Терещенко С.В.
6. Эксперимент МЮСПИН Дугинов В.Н.
Набор данных
Обработка данных
  ЛЯП
  		Бунятова Э.И.,  Грицай К.И.,  Руденко А.И.,  Соболева Г.Д.
  ЛНФ
  		Балашою М. + 2 чел.
7. Эксперимент ТРИТОН Демин Д.Л.
Обработка данных
  ЛЯП
  		Баранова Н.А.,  Богуславский А.И.,  Городничев Е.Д.,  Грицай К.И.,  Густов С.А.,  Дугинов В.Н.,  Конин А.Д.,  Колесов Е.В.,  Коломоец В.И.,  Кустов А.П.,  Поляков Ю.А.,  Руденко А.И.,  Смирнов В.И.,  Шакун Н.Г.,  Усубов З.У.
  ЛЯР
  		Юхимчук С.А.
  ЛРБ
  		Бучнев В.Н.,  Щеголев В.Ю.


Сотрудничество по теме:
Страна или
международная
организация		 Город Институт или
лаборатория 		Участники Статус
Беларусь Минск НИИ ЯП БГУ Мисевич О.В.
Лобко А.С. + 1 чел.
Хрущинский А.А.
+ 3 чел. 		Совместные работы
        Обмен визитами
Болгария София SU Чижов М.В. Совместные работы
Грузия Тбилиси HEPI-TSU Чохели Д.Ш. Совместные работы
Россия Москва, Троицк ИЯИ РАН Джилкибаев Р.М.
Матушко В.Л. 		Совместные работы
  Гатчина НИЦ КИ ПИЯФ Косьяненко С.В.
Суворов В.М. 		Совместные работы
      Воробьев С.И. + 4 чел. Совместные работы
Румыния Бухарест IFIN-HH Замфир В. + 2 чел. Протокол
Словакия Братислава CU Дубничкова А.З. Совместные работы
    IP SAS Дубничка С.
Бартош Е.
Адамусцин К.
Липтай А. 		Совместные работы
Украина Харьков ИСМА НАНУ Бояринцев А.Ю.
Гринев Б.В.
Гектин А.В.
Сидлецкий О.Ц. 		Совместные работы
Италия Пиза UniPi Беллетини Дж.
Бедески Ф. 		Совместные работы
  Фраскати INFN LNF Мишетти С.
Хаппачер Ф. 		Протокол
США Батавия Fermilab Глензинский Д.
Рей Р.
Чирхард Р.
Мурат П.
Велев Г.
Члачидзе Г.
Полли К. 		Соглашение
  Лексингтон UK Горриндж Т. Совместные работы
  Шарлотсвилл UVa Дукес С.
Групп К.
Оксузян Ю.
Почанич Д. 		Совместные работы
Швейцария Виллиген PSI Ритт Ш. Протокол
Следующая темаПредыдущая тема

 Вернуться в начало темы
Вернуться к направлениюВернуться к содержанию