Лаборатория Физики Элементарных Частиц 2008 год.. - презентация

1 Лаборатория Физики Элементарных Частиц 2008 год.

2 Лаборатория Физики Элементарных Частиц 1.Воробьёв А.А. 2.Алхазов Г.Д 3.Балин Д.В. 4.Воробьёв Ан.А. 5.Величко Г.Н. 6.Воропаев Н.И. 7.Грачёв В.Т. 8.Добровольский А.В. 9.Дубограй А.В. 10.Еремеев А.Д. 11.Залите Ю.К. 12.Инглесси А.Г. 13.Кащук А.П. 14.Ким В.Т. 15.Киселёв О.А. 16.Королёв Г.А. 17.Левченко М.П. 18.Лободенко А.А. 19.Маев Е.М. ШТАТ Лаборатории 20. Маев О.Е. 21. Обрант Г.З. 22. Петров Г.Е. 23. Сагидова Н.Р. 24. Саранцев В.В. 25. Семенчук Г.Г. 26. Семенчук А.Г. 27. Сергеева Г.Н. 28. Смиренин Ю.В. 29. Смирнов И.Б. 30.Соболевская М.Ф. 31.Фотьева Е.В. 32. Щегельский В.А. 33. Щеглов Ю.А. 34. Евстюхин С.В. 35. Ежилов А.Г. 36. Мурзин В.А. 37. Орешкин В.А. - С. Оганесян, -А.Гребенюк

3 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Участие в проектах 1.Экзотические ядра (GSI, Darmstadt) 2.Поляризуемость нуклона (University Darmstadt) 3.Возбуждение Роперовского резонанса (SPES4-π, Saclay) 4.Мезонная спектроскопия 5.Мезоядерные реакции (PSI) 6.SELEX (FNAL) 7.D-ZERO (FNAL) 8.L3 (CERN) 9.CMS (CERN) 10.LHCb (CERN) 11.ATLAS (CERN) 12. EXL, R3B (Darmstadt)

4 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Экзотические ядра 1.pHe – рассеяние на малые углы ( 6 He, 8 He) 2.pLi – рассеяние на малые углы ( 8 Li, 9 Li, 11 Li) 3.pHe – рассеяние на большие углы 4.pLi – рассеяние на большие углы 5.pB,Be – рассеяние на малые углы ( 8 B, 11 Be, 14 Be) 6.Расчёт сечений реакций ( 6 He+ 12 C, 11 Li+ 12 C) 7.Расчёты диф. сечений упругого ядро-яд. рассеяния. Эксперименты S-105, S-174, S-247 (Darmstadt, GSI)

5 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Эксперимент S-247: малоугловое рассеяние протонов на ядрах изотопов Be и B г. Продолжен анализ экспериментальных данных с целью получения дифференциальных сечений упругого рассеяния протонов с энергией 0.7 ГэВ на ядрах изотопов Be.

6 Experimental set-up at GSI Darmstadt. IKAR is an ionization chamber (target and proton recoil detector) developed at PNPI. PC1-PC4 – tracking system. ALADIN is the magnet to measure the ejectile momentum. Лаборатория физики элементарных частиц

7 Лаборатория Физики Элементарных Частиц

8

9 dσ/dt, p 14 Be, E p 700 MeV χ

10 Лаборатория Физики Элементарных Частиц 14 Be density, GG-model

11 Лаборатория Физики Элементарных Частиц 14 Be density averaged over a few models. R m =3.11 +/ fm. R c 2.7 fm, R h 5.4 fm.

12 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Comparisons of theoretical density distributions (few-body) with the experimental one. C7 and D4 densities are in satisfactory agreement with the experimental one.

13 Лаборатория Физики Элементарных Частиц dσ/dt, p 12 Be, E p 700 MeV χ

14 Лаборатория Физики Элементарных Частиц 12 Be density distribution. R m = 2.82 =/ fm, R c 2.2 fm, R h 5.4 fm.

15 Лаборатория Физики Элементарных Частиц dσ/dt, p 8 B, E p 700 MeV only the information from the proportional chambers is used. χ

16 Лаборатория Физики Элементарных Частиц 8 B density distributions. R m =2.6 +/- 0.3 fm.

17 Лаборатория Физики Элементарных Частиц We plan to measure small-angle scattering cross sections using IKAR for proton scattering on nuclei of isotopes of B and C (mainly on nuclei of heavy isotopes). Possible isotopes to be studied are B: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 19 C: 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19. In particular, it is interesting to study the transition from N=8 to N=9: 13,14,15 B, 14,15,16 C. Also, 19 B, 19 C. A proposal has been prepared, and the experiment S-358 has been approved by the GSI scientific council.

18 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Исследование Роперовского резонанса

19 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Dalitz plots for the p(αα')π + n reaction

20 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Dalitz plots for the p(αα')pπ 0 reaction. MC, MC, Roper Data

21 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Roper, M=1440, Γ=350 МeV/c фазовый объём экспериментальные данные Roper, M= 1390, Γ=190 МeV/c 2. … Roper, M= 1485, Г=284 MeV/c D 13, M=1520, Г= 120 МэВ/c 2.

22 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Возможные способы распада роперовского резонанса

23 Лаборатория Физики Элементарных Частиц

24 PDG (2008): M R = MeV, Γ R = MeV. Decay of the Roper resonance: N*Nπ (55-75%); Nππ (30-40%); Two-pion decay of Roper: N* Δ πNππ (20-30%); N*NσNππ (5-10%) Our data: Br πN = 0.29 ± 0.06 Br 2πN = 0.71 ± 0.06 (Preliminary, P.Morsch) New data: pp inclusive data + Br πN = 0.25 ± 0.25 Br 2πN = 0.75 ± 0.25 πNNπ πNNππ : (Morsch, Zupransky, Phys.Rev. 2004) pp ppπ, pp ppππ, Br πN 0.3 Br 2πN 0.7 E p = MeV (Clement et al., arXiv, 2008) Our data do not support M R = 1485 MeV A.Sarantsev et al. M R = /- 15 Γ= 335 +/- 40 MeV P.Morsch M R 1390 Γ 190 MeV CELSIUS-WAZA M R 1360 Γ 150 MeV BES J/Ψ decay M R 1360 Γ 180 MeV

25 Лаборатория Физики Элементарных Частиц PDG: R(π/Nσ)= 4 +/ - 2 A.V. Sarantsev et al., γp pπ 0 π 0 (TAPS at Mainz, Crystal Ball at Bonn) + γp pπ 0, πNNπ, π–p nπ 0 π 0 Phys. Lett. B 659 (2007) 94: R(π/Nσ)= / CELCIUS-WASACollaboration (Uppsala). pp NNπ, pp NNππ Ep=650 – 1450 MeV T. Skorodko et al., Eur.Phys. J. A35 (2008) 317: R(π/Nσ)= 0.22(2) Our statement: Nσ is the dominant two-pion decay channel Two-pion decay

26 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Dillig and Scott: the Roper resonance wave function contains a very strong, ~50%, component of the σ-meson field. Therefore, in the Roper decay, the Nσ channel should be very strong. Kukulin et all. also predict that the Nσ decay channel should be the dominant one.

27 Лаборатория Физики Элементарных Частиц SELEX First observation of the Cabibbo-suppressed decays Ξ c + Σ + π - π + and Ξ c + Σ - π + π - and measurement of their branching ratios.

28 Лаборатория Физики Элементарных Частиц D-Zero 1. Работа с электроникой 2. Участие в сменах 3. Анализ данных 4. Работа по созданию МС генераторов событий, включающих БФКЛ- эффекты

29 Лаборатория Физики Элементарных Частиц В 2008 г. коллаборацией D0 опубликован ряд статей с результатами анализа данных, полученных во втором сеансе измерений (Run II). Былo получено самое сильное ограничение на существование возбуждённых состояний электрона при E*< 800 ГэВ. Наиболее точные измерения распределений струй по p t (от 50 до 600 ГэВ). Проведены наиболее точные измерения отношения сечений рождения t и t_bar (в направлении пучка протонов). Новые измерения массы t-кварка. D0+CDF: M t = /- 1.4 ГэВ. Наблюдён процесс рождения пар Z-бозонов. Это очень редкий процесс (как и в случае Хиггса). Экспериментальное сечение соответствует СМ. Теватрон вышел на проектную светимость, и в настоящее время за 1 месяц работы набирается интегральная светимость больше чем во всём Run I. Сейчас интегральная светимость ~ 5 fb -1, к концу 2009 г. ~ 7 fb ?

30 Лаборатория Физики Элементарных Частиц First direct observation of the doubly-strange b barion Ω b - The STANDARD MODEL d u s c b t M d =6 MeV, M u =3 MeV, M s =100 MeV, M c =1.2 GeV, M b =4.4 GeV, M t =173 GeV Ξ b (dsb) – first direct observation by D0 in In 2008, D0 observed Ω b - Ω b - (bss)

31 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Ω b J/ + Ω J/ + - Ω K p J/ (cc) M=3.097 GeV Ω (sss) M=1.672 GeV, = 82 ps. (uds) M=1.116 GeV, = 263 ps. M( )= GeV (Ω b - ) = ~ mm ( Ω - ) = ~ 1.5 cm (Λ) = ~ 5 cm

32 Лаборатория Физики Элементарных Частиц M(Ω - ) = Gev/c 2 M(Ω b - ), theory: 5.9 – 6.1 GeV/c 2, experiment: (016) GeV/c 2 18 events, significance 5.4 σ, probability of background fluctuation - < 7*10 -8

33 Лаборатория Физики Элементарных Частиц D0+CDF exclude a Higgs boson with a mass of ~170 GeV at the 95% confidential level.

34 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Физики ПИЯФ: продолжена работа в группе ICD по калибровке ICD детектора продолжена работа в QCD группе по анализу множественного рождения струй с малыми поперечными энергиями начата работа по поиску квантовой гравитации принимали участие в работе групп по t- кварку и бозона Хиггса в оценке вклада фоновых событий в рамках СМ прoдолжены разработки генераторов событий

35 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Распределения по поперечному импульсу лидирующей струи для одно-, дважды-, трижды- и четырежды инклюзивным событиям: (a), (b), (c) и (d), соответственно. Гистограммы показывают результаты моделирования PYTHIA. Г. Обрант Данные свидетельствуют о большом (~50%) вкладе в сечение множественных партонных взаимодействий

36 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Щеглов. Поиск квантовой гравитации pp W(Z) + g W μ + ν g – Kaluga-Klein graviton Отбор: малая суммарная энергия в калориметре, большой поперечный импульс μ – мезона, большая недостающая поперечная энергия. pp W(Z) + g modernized generator has been included to Pythia 8.

37 Лаборатория Физики Элементарных Частиц MET distribution of the data for p t (μ) > 15 GeV, Σ E t (calorimeter) < 15 GeV. In 2009, simulations of the MET spectrum for the signal, simulations of the background processes.

38 Лаборатория Физики Элементарных Частиц В.Ким, А.Орешкин, А.Мурзин, В.Евстюхин, Е.Ежилов. Создание версии генератора событий GoZo для описания жёсткой дифракции Создание версии генератора ULYSSES для рр-соударений Создание версии генератора HARDPING для рА-соударений Поиск БФКЛ-эффектов и гравитона в двухструйных событиях (D0 CMS) Работа по QCD поправкам для распада Хиггса на t-кварки Участие в сменах в эксперименте О.Миклухо.

39 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Поляризуемость нуклона Комптоновское рассеяние E е = МэВ I е =10 мка ~700 ч., I c ~ 1 мкА

40 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Ionization chambers and gamma detectors

41 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Proton energy – gamma energy correlation. NaI – detector calibration – ep (e 12 C) – scattering.

42 Лаборатория Физики Элементарных Частиц В 2008 г. проведен анализ данных, набранных в 2007 г. при Eγ=30-60 МэВ. Для оценки возможных систематических ошибок в 2008 г. была запущена Монте-Карловская программа (GEANT 3.21) для симуляции эксперимента. Осуществлено изменение конфигурации экспериментальной установки – гамма детекторы придвинуты ближе к ионизационной камере, что увеличило телесный угол гамма-детекторов и скорость набора данных в ~ 2 раза. Спроектированы, изготовлены и установлены перед гамма-детекторами сцинтилляционные счетчики анти-совпадений. Изготовлена установка для калибровки γ-детекторов на пучках электронов. Были проведены соответствующие измерения при E e = 20–50 МэВ. Принято решение о проектировании и создании новой ионизационной камеры с бòльшей светосилой, что позволит повысить скорость набора данных почти в 10 раз. Начата работа по проектированию такой камеры. Проведена модернизация электроники, что позволило улучшить энергетическое разрешение детектируемых протонов отдачи в 1.6 раза.

43 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Эксперимент MuSun μ - + d n + n + ν μ μ - e - + ν μ + ν e λcλc λ0λ0 λ c λ 0 λ s -1 τ 2 μs Измерения скорости распада с точностью ~ Оптимизирована электроника: σ Е 30 кэВ Чистота газа по азоту ~ 2.5 ppb Успешно проведены тестовые измерения : набрана статистика в 3 раза больше мировой

44 Лаборатория Физики Элементарных Частиц В.В. Саранцев и др. pd nX E p =1 ГэВ E n = ? np ppπ - θ = 0°

45 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Грачёв В.Т. и отдел радиоэлектроники, УО, группы В.С.Козлова, Б.В.Бочина и др. Стенд для измерения характеристик пропорциональных камер на пучке протонов синхроциклотрона Перемещение камеры до 1.5 м с высокой точностью Сбор информации системой КРОС3. Измерение амплитудных и временных спектров. Положение и интенсивность пучка протонов контролируется с помощью профилометера на основе пропкамеры.

46 Лаборатория Физики Элементарных Частиц Публикации 2008 г: 1. Две публикации (Phys. Rev. C и Яд. Физ.) по результатам эксп. SPES4- π 2. Одна публикация по результатам эксперимента SELEX 3. Две публикации по результатам эксперимента L3 4. Сорок две публикации в журналах по результатам эксперимента D0 (и ряд статей в препринтах, посланных в печать). 5. Пять публикаций по методике эксперимента ATLAS 6. Одна публикация по методике эксперимента CMS 7. Три публикации по теории (В.Ким и др.) 8. Четыре препринта (В.Ким и др.) 9. Четыре выступления В.Кима на международных конф. и раб. совещаниях 10. Два выступления В.Орешкина

47 Лаборатория Физики Элементарных Частиц The end