THEME 02-2-1144-2021/2023

Руководители темы:	Глаголев В.В. Цамалаидзе З.
Заместители:	Давыдов Ю.И. Хомутов Н.В.
Научный руководитель темы:	Будагов Ю.А.

Участвующие страны и международные организации:

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

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

Эксперименты Mu2e, COMET и MEG II посвящены поиску процесса с нарушением лептонного числа для заряженных лептонов µ^- N → e^-N и µ ⁺ → e⁺ γ . При наличии массы у нейтрино данные процессы возможны, но остаются ненаблюдаемыми, т.к. вероятность пропорциональна ( Δ m²_ij/M²_W)², где Δ m²_ijразница квадратов масс i-ой и j-ой нейтринных собственных состояний, а M_w - масса W-бозона. Предсказанные вероятности для процессов µ^- N → e^-N и µ ⁺ → e⁺ γ 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. Измерение конверсии на уровне 10^-17, что является целью проектов Mu2e и COMET, будет в 10000 раз лучше существующей на сегодня верхней границы по поиску этого процесса на установке SINDRUM-II в PSI, B(µ^-+ Au→µ e ^- + Au) < 7·10^-13. Исследование нарушений СР-симметрии в лептонном секторе при помощи нейтринных осцилляций.

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:

Mu2e: Участие ОИЯИ в моделировании, создании и тестировании э.м. калориметра и вето системы. Участие в контроле качества фронтэнд электроники при 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.
COMET: R&D по тонкостенным строу-трубкам для эксперимента COMET. Разработка, создание и испытания прототипов строу-детектора и электромагнитного калориметра на пучке электронов. Участие в сборке и тестировании строу детекторов для COMET фазы-I. Тестирование и калибровка LYSO кристаллов электромагнитного калориметра. Моделирование комплексной системы детектирования эксперимента COMET (строу трекер, электромагнитный калориметр) для определения аксептанса, ожидаемых ошибок, разработки алгоритма восстановления и т.д. Участие в сборке, наладке и тестировании всего детектора для COMET фазы–I. Участие в космик тестах детекторов COMET фазы-I. Участие в НИР по созданию и тестирование модулей сцинтилляционных счетчиков вето-системы на космике. Контроль качества готовых модулей. Участие совместно с коллаборацией COMET в создании электромагнитного калориметра и строу-трекера.
MEG: Создание установки MEG-II и измерение распада µ → e γ на уровне 4·10^-14.
Нейтринная платформа ЦЕРН: Участие в создании и тестировании прототипов детекторов для нейтринных экспериментов нового поколения. Участие в создании сцинтилляционной активной мишени объемом ~2 м³ для Т2К эксперимента. 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.
МЮСПИН: Исследование поведения положительных мюонов в системах с магнитными наночастицами.
ТРИТОН: Получение сведений о механизме ядерной реакции pt из состояния мюонной молекулы.

Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:

Проведение тестов прототипов э.м. калориметра типа CsI и BaF₂ на пучках электронов и гамма источниках, анализ данных.
Участие в подготовке станции контроля качества кристаллов и их тестирование.
Заливка CKTN и тестирование партии Sc-счетчиков Mu2e с наполнителями.
Сборка и тестирование модулей вето-системы на космике, анализ данных.
Разработка и тестирование предусилителей в ОИЯИ для э.м. калориметра установки Mu2e.
Участие в испытаниях элементов детектора на радиационную стойкость.
Участие в создании активной сцинтилляционной мишени нового типа объемом около 2-х кубометров для эксперимента T2K.
Калибровка LYSO кристаллов.
НИР по элементам мюонной вето системы.
Обработка экспериментальных данных по радиационному распаду пиона, полученных в эксперименте PEN.
Участие в создании позитронного трекера установки MEG-II, DAQ, моделирование и обработка данных. Разработка программ для управления электроникой и визуализации событий.
Участие в сборке и тестировании модулей сцинтилляционных счетчиков системы вето для прототипов детекторов для нейтринных экспериментов нового поколения.
Участие в наборе и анализе экспериментальных данных, полученных на пучках ЦЕРН, разработка программного обеспечения.
Изучение поведения магнитных наночастиц с высокой анизотропией с помощью положительных мюонов.
Обработка данных по ядерной реакции синтеза в системе p+t методом мюонного катализа.

Проекты по теме:

Название проекта

Руководитель проекта

Приоритет проекта
(сроки реализации)

Поиск новой физики в секторе
заряженных лептонов

Глаголев В.В.
Цамалаидзе З.

1 (2021-2021)

Основные этапы темы:

Этап темы или эксперимент

Руководители

Статус проекта или эксперимента

Лаборатория или другие
подразделения ОИЯИ
Ответственные от лаборатории

Основные исполнители

Эксперимент Mu2e

Глаголев В.В.

R&D
Реализация

ЛЯП

Артиков А.М., Атанов Н.В., Атанова О.С., Баранов В.Ю., Будагов Ю.А., Давыдов Ю.И., Демин Д.Л., Коломоец В.И., Коломоец С.М., Сазонова А.В., Симоненко А.В., Суслов И.А., Терещенко В.В., Терещенко С.В., Усубов З.У., Харжеев Ю.Н., Шалюгин А.Н.

ЛТФ

Казаков Д.И., Козлов Г.А.

ЛИТ

Кореньков В.В., Ужинский В.В., Тарасов О.В.

ЛФВЭ

Галоян А.C.

Эксперимент COMET

Цамалаидзе З.

R&D
Реализация

ЛЯП

Адамов Г., Величева Е.П., Волков А.Д., Грицай К.И.,

Дугинов В.Н., Евтухович П.Г., Евтухович И.Л., Калинников В.А., Канева Е.С., Кобей А., Моисеенко А.С., Павлов А.В., Сабиров Б.М., Самарцев А.Г., Хубашвили Х., Цверава Н., Чохели Д.Ш.

ЛИТ

Годеридзе Д., Калиновский Ю.Л., Хведелидзе А.

ЛТФ

Азнабаев Д., Исадыков А.Н., Козлов Г.А.

ЛФВЭ

Байгарашев Д., Елша В.В., Еник Т.Л., Мовчан С.А., Шкаровски С.Н.

Эксперимент MEG-II

Хомутов Н.В.

R&D
Реализация

ЛЯП

Баранов В.А., Глаголев В.В., Давыдов Ю.И., Кравчук Н.П., Колесников А.О., Крылов В.А., Кучинский Н.А., Малышев В.Л., Рождественский А.М.

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.

"Нейтринная платформа
ЦЕРН"

Попов Б.А.

Набор данных
Обработка данных

ЛЯП

Атанов Н.В., Колесников А. О., Красноперов А.В., Любушкин В.В., Малышев В. Л., Терещенко В.В., Терещенко С.В.

Эксперимент МЮСПИН

Дугинов В.Н.

Набор данных
Обработка данных

ЛЯП

Бунятова Э.И., Грицай К.И., Руденко А.И.

ЛНФ

Балашою М. + 2 чел.

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	БГУ	Анищик В.М.	Совместные работы
			Коваленко М.Н. + 5 чел.	Обмен визитами
			Понарядов В.В.
		ИФ НАНБ	Шёлковый Д.В. + 4 чел.	Совместные работы
		НИИ ЯП БГУ	Лобко А.С. + 1 чел.	Совместные работы
			Мисевич О.В.	Обмен визитами
			Хрущинский А.А. + 3 чел.
Болгария	София	SU	Чижов М.В.	Совместные работы
Великобритания	Дидкот	RAL	Кларк Д. + 4 чел.	Совместные работы
	Лондон	Imperial College	Учида Иоши + 6 чел.	Совместные работы
Германия	Дрезден	TU Dresden	Зуреб К. + 4 чел.	Совместные работы
Грузия	Тбилиси	GTU	Ломидзе Д. + 6 чел.	Совместные работы
		HEPI-TSU	Тевзадзе Ю. + 4 чел.
			Чохели Д.Ш.
		UG	Гогилидзе С. + 2 чел.	Совместные работы
Италия	Пиза	UniPi	Бедески Ф.	Совместные работы
			Беллетини Дж.
	Фраскати	INFN LNF	Мишетти С.	Совместные работы
			Хаппачер Ф.
Казахстан	Алма-Ата	ИЯФ	Здоровец М. + 3 чел.	Совместные работы
Россия	Гатчина	НИЦ КИ ПИЯФ	Воробьев С.И. + 4 чел.	Совместные работы
			Косьяненко С.В.
			Суворов В.М.
	Москва	ИТЭФ	Данилов М. + 4 чел.	Совместные работы
		НИЯУ "МИФИ"	Друцкой А. + 4 чел.	Совместные работы
	Москва, Троицк	ИЯИ РАН	Джилкибаев Р.М.	Совместные работы
			Куденко Ю.Г.
			Матушко В.Л.
	Новосибирск	ИЯФ СО РАН	Григорьев Д. + 6 чел.	Совместные работы
		НГУ	Бондар А. + 6 чел.	Совместные работы
Румыния	Бухарест	IFIN-HH	Замфир В. + 2 чел.	Совместные работы
Словакия	Братислава	CU	Дубничкова А.З.	Совместные работы
		IP SAS	Адамусцин К.	Совместные работы
			Бартош Е.
			Дубничка С.
			Липтай А.
США	Батавия	Fermilab	Велев Г.	Соглашение
			Глензинский Д.
			Мурат П.
			Полли К.
			Рей Р.
			Чирхард Р.
			Члачидзе Г.
	Лексингтон	UK	Горриндж Т.	Совместные работы
	Шарлотсвилл	UVa	Групп К.	Совместные работы
			Дукес С.
			Оксузян Ю.
			Почанич Д.

Украина	Харьков	ИСМА НАНУ	Бояринцев А.Ю.	Совместные работы
			Гектин А.В.
			Гринев Б.В.
			Сидлецкий О.Ц.
Франция	Париж	IN2P3	Капуста Ф. + 4 чел.	Совместные работы
Чехия	Прага	CTU	Врба В. + 4 чел.	Совместные работы
		CU	Фингер М. + 4 чел.	Совместные работы
Швейцария	Виллиген	PSI	Ритт Ш.	Совместные работы
Япония	Осака	Osaka Univ.	Куно Ю. + 14 чел.	Совместные работы
	Фукуока	Kyushu Univ.	Тожо Дж. + 8 чел.	Совместные работы
	Цукуба	KEK	Михара С. + 18 чел.	Совместные работы
				▲