Лаборатория тяжелых кварков и лептонов

Научные результаты:

• В эксперименте Belle-II на Супер В-фабрике SuperKEKB осуществлен запуск сцинтилляционного детектора мюонов и долгоживущих нейтральных каонов, проведено поддержание его работоспособности во время сеанса набора данных. Набраны первые данные эксперимента с расширенным триггером для поиска Новой физики, в частности темного фотона, темной материи, аксиона, магнитного монополя. Проведен анализ данных эксперимента Belle, в частности получены результаты измерения зависимости сечений e+e- → Upsilon(nS)π+π- и h_b(mP)π+π- от энергии выше Upsilon(4S)-резонанса с рекордной точностью. В картине сечений обнаружена новая структура.
• В эксперименте CMS выполнены мониторинг и калибровка адронного калориметра детектора в ходе набора данных в 2018 году, тестирование модулей электроники считывания на основе SiPM для модернизации калориметра и его подготовки к дальнейшей работе после плановой остановки ускорителя и детектора. Продолжены поиск и изучение новых частиц, содержащих тяжелые кварки, включая многокварковые состояния.
• Проведена разработка программы физических исследований в области измерения CP-нарушения в хиггсовском секторе для подготовки эксперимента ILD на электрон-позитронном линейном коллайдере. Исследованы на смоделированных событиях различные конфигурации адронного калориметра ILD с точки зрения чувствительности эксперимента к поиску экзотических распадов. Сотрудники Лаборатории участвовали в испытаниях прототипа высокогранулярного сцинтилляционного адронного калориметра на тестовых пучках в ЦЕРН и исследовали характеристики сцинтилляционных ячеек этого прототипа.
• Разработана упрощенная компьютерная модель детектора, с помощью которой проведены оценки важнейших параметров будущей мюонной системы: пространственного разрешения и эффективности восстановления мюона (в рамках подготовки эксперимента на Супер c-tau фабрике). На основании проведенных исследований предложена технология создания мюонной системы, базирующаяся на использовании органического сцинтиллятора, считываемого при помощи спектросмещающего волокна кремниевым фотоумножителем.
• Проведено теоретическое исследование процессов рождения тяжелых адронов и лептонов, наиболее чувствительных к проявлениям Новой физики, в частности процессов, усиленных за счет специфики взаимодействия гипотетических виртуальных частиц.
• Предложен метод исследования природы и свойств экзотических околопороговых состояний в спектре тяжелых адронов с использованием всей совокупности экспериментальных данных по модам их распада в конечные состояния с открытым и скрытым ароматом. Подготовлена к публикации обзорная статья, посвященная описанию свойств чармониеподобного экзотического состояния X(3872). Внесен вклад в подготовку физической программы эксперимента Belle-II в части исследования экзотических адронных состояний.
• Начаты работы по созданию лаборатории для тестирования и производства сцинтилляционных детекторов для мюонных систем и калориметров будущих экспериментов в физике высоких энергий.

Внедрение результатов исследования:

При создании детектора для регистрации мюонов и долгоживущих каонов разработана технология вклейки спектросмещающего волокна в сцинтилляционные стрипы и сопряжение волокна с фотодетектором с юстировочной точностью лучше 100 микрон.

Образование и переподготовка кадров:

Разработаны образовательные курсы «Элементарные частицы и их источники», «Физика фундаментальных взаимодействий и элементарных частиц», которые проводились в физико-технической школе фундаментальной и прикладной физики МФТИ под руководством ведущего ученого С. И. Эйдельмана.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Лаборатория является базой профессионального обучения студентов МФТИ и НИЯУ МИФИ.

Другие результаты:

• Проведены Международная конференция по черенковским детекторам RICH2018, VII Молодежная конференция по физике высоких энергий, астрофизике и методике регистрации частиц и Московская международная школа физики.

• Издана монография А. Г. Друцкого по тематике проекта «International Linear Collider (ILC) – the next mega-scale particle collider» (Concise Physics, Morgan & Claypool Publisher, 2018, Калифорния).

• Институт ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (Россия): совместные исследования, студенческие обмены, совместные научные мероприятия

• МФТИ (Россия), НИЯУ МИФИ (Россия): студенческие обмены, совместные научные мероприятия

• Организация по изучению высокоэнергетических ускорителей (Япония), Германский электрон-синхротронный центр DESY (Германия): совместные исследования, студенческие обмены

• ЦЕРН (Швейцария), Юлихский исследовательский центр (Германия), Рурский университет в Бохуме (Германия): совместные исследования