Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование фундаментальных взаимодействий элементарных частиц и моделирование процессов для современных
экспериментов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0244
Организация
ИЯИ РАН
Руководитель работ
Рубаков Валерий Анатольевич

Информация отсутствует

Соисполнители

Организация
НИИЯФ МГУ

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Рубцов Григорий Игоревич

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 01.12.2009
В процессе выполнения работ по первому этапу были сформулированы фундаментальные задачи физики элементарных частиц, астрофизики и космологии. Разработан математический аппарат. При непосредственном участии сотрудников НОЦ на ускорителе Tevatron состоялось экспериментальное открытие одиночного рождения топ-кварка в электрослабых взаимодействиях. Рассмотрены смешивание нейтральных мезонов в МССМ и свойства темной материи в неминимальной суперсимметричной теории. Изучены эффекты возможного тахионного вклада в возмущения темной энергии и их влияния на анизотропию температуры реликтового излучения во Вселенной. Построены две модели, объясняющие плоский спектр первичных возмущений плотности вещества во Вселенной. Установлен верхний предел на полный поток и долю космических фотонов сверхвысоких энергий. Получены детализированные оценки влияния рождения двух электрон позитронных пар фотонами на распространение свервысокоэнергетичных электромагнитных каскадов. Показано, что вторичные электромагнитные каскады могут давать вклад в диапазоне от 1% до 50% в диффузный поток фотонов в диапазоне энергий от 1 ГэВ до 1 ТеВ. Проведено теоретическое исследование процессов в физике высоких энергий, представляющих интерес для экспериментов на современных и строящихся ускорителях, в частности, изучены процессы с участием топ-кварка. Модернизированы и существенно дополнены существующие программные пакеты CompHEP, microOMEGAs, HYDJET++. Посчитана вероятность рождения пары "солитон-антисолитон" при столкновении двух квантовых частиц. Исследованы возможности обнаружения суперсимметричных теорий и моделей на Большом адронном коллайдере. Построены модели, обладающие свойством интегрируемости. Развиты модели с дополнительными пространственными измерениями. Рассмотрен вопрос непротиворечивости квантовой теории гравитации, предложенной Хоравом.
Развернуть
2
01.01.2010 - 15.05.2010
1) Разработаны теории с дополнительными пространственными измерениями и их приложения к физике элементарных частиц. Получены оценки для сечения процессов, происходящих с образованием невидимых продуктов, в моделях мира на бране.
2) Исследованы расширений Стандартной модели, содержащие стерильные нейтрино. Получен спектр стерильных нейтрино.
3) Исследованы процессы, протекающие при столкновении ядер. Предложен новый подход для извлечения информации о структуре протона на LHC на основе измерения эллиптического потока в протон-протонных соударениях. Проведен численный анализ двухпартонных функций распределения теории возмущений КХД. В рамках Монте-Карло модели HYDJET++ проведен анализ данных эксперимента PHENIX (RHIC) по спектрам J/Ψ-резонансов.
4) Разработаны суперсимметричные модели физики элементарных частиц. Получены ограничения на спин-зависимое и спин-независимое сечения темной материи с протоном из ограничений на скорость аннигиляции темной материи в Солнце. Проведены теоретические расчёты CP-нарушaющих асимметрий в редких распадах В- и Вs-мезонов.
5) Выделены и изучены процессы в моделях с дополнительными измерениями, представляющие интерес для экспериментов на современных ускорителях. Получены ограничения на массу легчайшего калуца-клейновского гравитона в модели Рэндалл-Сундрума.
6) Исследованы взаимодействия адронов при высоких энергиях. Исследован вклад неинтегрированных кварковых распределений в полное и дифференциальные сечения инклюзивного и ассоциативного фото- и лепто-рождения прямых фотонов при энергии коллайдера HERA.
7) Исследованы модифицированные теории гравитации и теории с нарушенной Лоренц-инвариантностью. Проведено исследование взаимодействия источников в линеаризованной теории на фоне пространства Минковского с нарушенной лоренц-инвариантностью.
8) Проведено сравнение предсказаний разрабатываемых теорий и моделей физики элементарных частиц с существующими экспериментальными данными. Произведено вычисление вероятности образования солитон-антисолитона в столкновениях элементарных частиц с помощью метода Рубакова-Тинякова-Шона и проведено сравнение этих результатов с современными экспериментальными данными.
9) Изучены процессы взаимодействия элементарных частиц с участием топ-кварка. Рассмотрен ряд вопросов, связанных с модельно-независимым поиском аномальных структур взаимодействия в Wtb вершине. Результаты проведенных вычислений внедрены в Монте-Карло генератор SingleTop, готовый к использованию в экспериментальном анализе.
Развернуть
3
16.05.2010 - 01.12.2010
3.1. Построение моделей источников, состава и распространения космических лучей сверхвысоких энергий.
3.2. Разработка методов Монте-Карло моделирования атмосферных ливней, одно- и двумерных корреляционных функций в распределении направлений прихода
космических частиц.
3.3. Исследование моделей инфляционной космологии и процессов образования
структур во Вселенной.
3.4. Исследование космологических следствий моделей с дополнительными измерениями пространства-времени.
3.5. Определение разрешённых областей параметров новых теорий за рамками
Стандартной модели.
З.б. Изучение фазовых переходов, происходивших в ранней Вселенной и
процесса генерации барионной асимметрии.
3.7. Написание программ, симулирующих работу экспериментальных установок, и
моделирование соответствующих физических эффектов.
Развернуть
4
01.01.2011 - 15.05.2011
4.1. Выделение и изучение возможных экспериментально проверяемых следствий и эффектов в теориях с дополнительными измерениями.
4.2. Интерпретация наблюдений свойств темной материи в рамках моделей со
стерильными нейтрино.
4.3. Изучение феноменологических следствий новых моделей источников, состава и распространения космических лучей сверхвысоких энергий. Получение
предсказаний для планируемых экспериментов.
4.4. Изучение феноменологических следствий суперсимметричных расширений
Стандартной модели физики частиц.
4.5. Сравнение результатов теоретических расчетов с новейшими данными,
полученными в экспериментах на Большом адронном коллайдере и ускорителе
Тэватрон.
4.6. Изучение возможных проявлений темной материи в ускорительных экспериментах.
4.7. Симулирование процессов развития широких атмосферных ливней
эксперимента Теlescope Аrrау.
4.8. Исследование моделей «мира на бране».
Развернуть
5
16.05.2011 - 04.09.2011
5.1. Построение возможных сценариев развития новых теорий и моделей
физики элементарных частиц.
5.2. Обобщение новых теорий и моделей на другие области физики высоких
энергий.
5.3. Дальнейшее развитие перспективных моделей с дополнительными
измерениями пространства-времени.
5.4. Выбор и дальнейшее развитие суперсимметричных теорий.
5.5. Построение возможных сценариев развития новых теорий и моделей
астрофизики высоких энергий и космологии.
5.6. Предложение проектов возможных экспериментов, направленных на
проверку предсказаний разработанных теорий и моделей физики частиц.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2005, 2 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 31 мес.
Бюджетные средства
11 млн
Организация
ИПФ РАН
профинансировано
Тема
Физика элементарных частиц и фундаментальная ядерная физика (направление - эксперименты на ускорительном комплексе "Пахра") на установке: "Электронный синхротрон Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (Синхротрон "ПАХРА") (рег. № 01-08)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения 17-й Ломоносовской конференции по физике элементарных частиц
Продолжительность работ
2015, 2 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
3
Тема
Фундаментальные и прикладные исследования в области физики ядра, элементарных частиц, физики твердого тела, радиационной физики, лучевой терапии больных на установке: "Синхроциклотрон 1000 МэВ ПИЯФ РАН (СИНХРОЦИКЛОТРОН ПИЯФ РАН) (рег. № 01-49)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
1
Тема
Изотопно-обогащенные монокристаллы молибдата кальция для детекторов низкоэнергетических элементарных частиц.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской научной школы для молодежи "Физика элементарных частиц и астрофизика"
Продолжительность работ
2009, 4 мес.
Бюджетные средства
1,4 млн
Количество заявок
1