ОЭФВЭ

ОТДЕЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ НИИЯФ МГУ

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Home

Исследование парного и одиночного рождения топ-кварка и некоторых других процессов на коллайдере Теватрон.

E-mail Печать

Коллайдерная физика представляет собой одно из главных направлений в современных исследованиях фундаментальных свойств материи. На наиболее мощном на сегодняшний день коллайдере Tevatron (ФНАЛ, США) изучаются столкновения протонов с антипротонами при энергии 1,96 ТэВ. НИИЯФ МГУ участвует в работе коллаборации D0 на одном из двух детекторов коллайдера. Сотрудники ОЭФВЭ активно участвовали в разработке и создании передних и задних микростриповых дисков вершинного детектора с числом каналов около 150 000.

Одним из главных результатов, полученных на коллайдере, явилось открытие в 1995 г. парного рождения топ-кварков в процессе сильного взаимодействия; масса топ-кварка оказалась равной примерно 175 ГэВ. Это открытие завершило построение семейства 3-го поколения фермионов и явилось ярким подтверждением Стандартной модели. Следующий этап связан с изучением свойств топ-кварка.

Физиками ОЭФВЭ и ОТФВЭ были разработаны и применены новые методы моделирования, основанные на созданном в НИИЯФ МГУ пакете символьных и численных вычислений CompHEP. На основе техники нейронных сетей были разработаны и применены новые методы оптимизации анализа данных. В первом сеансе работы коллайдера Теватрон удалось получить первые прямые ограничения на сечения электрослабого рождения топ-кварка 17 и 22 pb для s- и t-канальных процессов соответственно, на статистике 100 pb-1. После модернизации коллайдера на статистике 230 pb-1 были получены новые ограничения: 6,4 и 5 pb для s- и t-канальных процессов. Применение разработанных методов оптимизации анализа позволило получить более жесткие ограничения по сравнению с альтернативными методами анализа, а также с результатами коллаборации CDF. Сотрудники ОЭФВЭ участвовали также в получении наиболее жестких ограничений на массы скалярных и векторных лептокварков.
В рамках эксперимента D0 при активном участии сотрудников НИИЯФ МГУ были получены следующие результаты.

  • Впервые зарегистрирован процесс одиночного рождения топ кварка. При измерении сечения процессов одиночного рождения топ-кварка (4.7 ± 1.3 pb) удалось достичь статистической достоверности результата в 3.6σ, что стало возможным благодаря использованию и внедрению ранее разработанных методов оптимизации анализа и применению многомерных методов выделения сигнала из фона. Анализ проведен на основе моделирования Монте-Карло генератором SingleTop созданным в НИИЯФ МГУ. Дополнительная информация доступна на странице "Открытие одиночного рождения топ-кварка"

  • Впервые проведено прямое измерение  параметра Vtb матрицы Каббибо-Кобаяши-Маскавы. Ограничения на параметр Vtb на 95% уровне достоверности составили 0.68<Vtb<1.

  • Завершен и опубликован анализ аномальных нейтральных токов меняющих аромат кварков (FCNC) в процессах рождения одиночного топ-кварка, были опубликованы следующие ограничения на аномальные связи: Kcg/λ < 0.15 ТэВ-1 и Kug/λ< 0.037 ТэВ-1.  Анализ основан на генераторе событий разработанном в НИИЯФ МГУ.

  • Завершен и опубликован модельно независимый поиск аномальных связей в Wtb вершине Стандартной модели и проявления таких отклонений в процессах одиночного рождения топ-кварка. Исследуются векторные операторы и операторы магнитного типа для левых и правых аномальных вкладов. Проводимый анализ базируется на Монте-Карло генераторе разработанном в НИИЯФ МГУ.

  • Завершен и опубликован модельно независимый анализ рождения гипотетического W' бозона на доступной статистике набранной детектором D0. Впервые проведены вычисления сечений и кинематических распределений рождения W'-бозона с учетом вклада интерференции W' и W-бозонов. Показано, что в области масс W'-бозона, доступной для наблюдения на коллайдере Tevatron, интерференция достигает 30%. Для проведения экспериментального анализа в НИИЯФ МГУ был разработан специальный Монте-Карло генератор.

  • Получены результаты о зависимости поляризации состояний Υ(1S) и Y(2S) от поперечного импульса Упсилония, что явилось первым прямым измерением поляризации Y(1S) и Y(2S) в интевале 0-20 Гэв поперечного импульса. Для малых рТ не наблюдается поляризации Y(1S). С возрастанием рТ продольная компонента увеличивается и достигает своего максимума (алфа=0.55) при рТ=~6Гэв. После этой точки имеется монотонное возрастание поперечной поляризации, что качественно согласуется с предсказаниями нерелятивистской КХД, но количественно не согласуется с ее предсказаниями при рТ 10-15 Гэ. Вклад поперечно поляризованных частиц в Y(2S) выше чем в Y(1S), что соответствует предсказаниям теории.

  • В настоящее время ведутся исследования по поиску проявлений эффектов, ожидаемых в моделях типа Randall-Sundrum с дополнительными измерениями пространства-времени, в области под порогом рождения резонансных состояний.