Отзыв оппонента 1 (1104364)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

отзыв официального оппонента на диссертацию Инара Ильдаровича Тимирясова "Проявления новой физики в ускорительных экспериментах высокой интенсивности", представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальностям 01.04.02 - теоретическая физика и 01.04.1б — Физика атомного ядра и элементарных частиц. Исследование возможных проявления так называемой «новой физики», выходящей за пределы Стандартной модели фундаментальных взаимодействий, (СМ) является наиболее актуальной задачей в современной физике частиц. Хорошо известно, что Стандартная модель прекрасно и с высокой точностью описывает физику на электрослабом масштабе.

Кроме того, открьпие бозона Хиггса и измерение его массы продемонстрировала потенциальную возможность самосогласованной экстраполяции СМ в область сверхвысоких энергий (порядка 10"-10" ГэВ). Несмотря на сказанное выше, в СМ существует ряд проблем, как экспериментального, так и теоретического характера. К первым следует, прежде всего, отнести невозможность описания в рамках СМ массивных нейтрино и, как следствие, их осцилляций. В добавок к этому СМ не может объяснить наличие темной материи и барионной асимметрии во Вселенной. Что касается теоретических проблем, то здесь нельзя не отметить широко известную проблему иерархии, связанную со значительным различием электрослабого и планковского масштабов энергий, а также возникающую из-за степенной зависимости массы бозона Хиггса от физики на малых расстояниях проблему сохранения этой иерархии.

В добавок к этому можно упомянуть, что до сих пор остается загадкой причина возникновения наблюдаемого спектра масс и характера смешивания фермионов. Попытки решения указанных выше проблем привели к появлению огромного числа различных моделей, выходящих за пределы СМ. Большинство из них предсказывают новые степени свободы и/или взаимодействия. При этом, сила взаимодействия гипотетических, обычно более тяжелых, частиц с частицами СМ во многом определятся уже известными взаимодействиями.

Это позволяет, исходя из ненаблюдения сигнальных событий, поставить ограничение на основную неизвестную величину — шкалу масс новых степеней свободы. Кроме того, виртуальный обмен гипотетическими тяжелыми степенями свободы может опосредованно влиять на процессы с участием известных частиц при сравнительно низких энергиях. Нетрудно понять, что с точки зрения поисков новой физики наибольшее внимание уделяется редким процессам, запрещенным (или подавленным) в СМ.

В тоже время может возникнуть ситуация, когда неизвестные частицы по тем или иным причинам очень слабо взаимодействуют с полями СМ и их поиск в коллайдерных экспериментах, даже в случае малости соответствующих масс, требует очень большой статистики и оказывается бесперспективным. Именно подобного рода модели и рассматриваются в настоящей диссертации. При этом основное внимание уделяется сравнительному анализу возможности «прямого» детектирования новых частиц в экспериментах с фиксированной мишенью (на примере планируемого эксперимента ЯНРР) и косвенных ограничений на параметры модели, возникающих в космологии и при рассмотрении редких распадов.

Преимуществом экспериментов с неподвижной мишенью является тот факт, что малость констант связи предсказываемых частиц с частицами СМ компенсируется большим числом протон-протонных или протон-электронных столкновений. При этом для надежного детектирования рожденных частиц необходимо, чтобы они распадались в отведенном распадном объеме. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 105 страниц.

Во Введении обсуждается актуальность проводимого исследования, приводятся аргументы в пользу необходимости расширения Стандартной модели и обсуждаются пути решения имеющихся в СМ проблем. Также дан краткий обзор различных возможностей по поиску новых частиц. Особое внимание уделяется перспективам обнаружения проявлений новой физики в ускорительных экспериментах высокой интенсивности и при изучении редких распадов известных частиц. Формулируются основная цель и задачи диссертации, приведены список публикаций автора, список конференций, на которых состоялась апробация полученных результатов, указаны положения, выдвигаемые на защиту.

В Главе 1 рассматривается одно из простейших и естественных расширений СМ вЂ” так называемая чМЯМ вЂ” содержащая в добавок к уже известным частицам три правых нейтрино, которые с необходимостью не заряжены по отношению к калибровочной группе Я)(3)хЯЗ(2)хЩ1) СМ (являются стерильными). Наблюдаемая иерархия масс активных нейтрино возникает за счет механизма типа «качели». Физика стерильных нейтрино определяется их достаточно малым смешиванием с активными нейтрино. Особенностью модели является специальный выбор ее параметров — одно стерильное нейтрино оказывается легким, с массой в районе 1-50 кэВ и составляет темную материю, а два других почти вырождены с массами Мя в районе 0.1-10 ГэВ.

Такие сравнительно малые массы в принципе могут привести к значительным вкладам в низкоэнергетические процессы с участием лишь частиц СМ, которые, однако, могут быль подавлены за счет малости смешивания. Таким образом, указанные выше факторы усиления и подавления конкурируют друг с другом, что в каком-то смысле и мотивирует проводимое в главе исследование. Исходя из наблюдаемых разностей масс активных нейтрино и различных космологических ограничений, рассмотрены возможные интервалы изменения параметров смешивания в зависимости от единственного параметра — массы Мя — и изучены возможные вклады стерильных нейтрино в редкие распады частиц СМ с изменением лептонного аромата (например, и-е конверсия) или полного лептонного числа (безнейтринный двойной бета-распад и пр.). Сравнительный анализ вычисленных ширин распадов и чувствительности текущих и планируемых в ближайшем будущем экспериментов, приводит автора к заключению, что последняя оказывается недостаточной для косвенной проверки чМЯМ (исключением является безнейтиринный бета-распад) и наблюдение любого из этих процессов будет сигнализировать на необходимость введения новой физики помимо чМБМ.

Тем самым делается вывод, что в рамках чМБМ косвенные ограничения не могут конкурировать с ограничениями из космологии и проверка модели оказывается возможной лишь в ускорительных экспериментах высокой интенсивности. Главе 2 посвящена исследованию перспектив косвенной экспериментальной проверки шестимерного обобщения СМ с единственным поколением фермио нов. Особенностью модели является тот факт, что дополнительные измерения представляют собой сферу радиуса В, а наблюдаемые три поколения возникают как нулевые моды, локализованные в поле вихря, и обладающие различной зависимостью от дополнительных координат. В модели предсказывается башня массивных калуца-клейновских мод калибровочных бозонов, приводящих к переходам между поколениями фермионов, причем указанные переходы контролируются в эффективной четырехмерной теории перекрытием соответствующих волновых функций в дополнительных измерениях.

Тем самым встает вопрос о возможности обнаружения косвенных проявления данной модели в процессах с изменением аромата. Для сужения пространства параметров модели используются наблюдаемые значения масс и смешиваний ферм ионов и ставятся ограничения на характерные масштабы полей, формирующих вихрь. При этом предсказания становятся зависимыми лишь от одного дополнительного параметра— радиуса дополнительного измерения В.. В главе рассматриваются различные процессы с участием тяжелых В и Р мезонов и показывается, что наилучшее ограничение на масштаб 1/В.

возникает в трехчастичном распаде В,— ~ Кое — 1/В>3.3 ТэВ, однако эти значения на порядок меньше, чем результат 1М>64 ТэВ, полученный другими авторами при исследование распада каона К вЂ” + ц е. В то же время, одним из основных выводов главы является выделение двух указанных выше мод, наблюдение которых в отсутствие других запрещенных распадов является характерной чертой модели, позволяющей экспериментально отличить ее от других сценариев новой физики. В Главе 3 диссертации автор переходит от рассмотрения косвенных проявлений новой физики в редких и запрещенных процессах СМ к изучению перспектив детектирования относительно легких частиц, слабо взаимодействующих с полями СМ, в планируемом эксперименте ЯН1Р. После краткого обзора характеристик установки и ее преимуществ по сравнению с другими подобными экспериментами с фиксированной мишенью, в качестве объекта исследования рассматривается модель с массивным парафотоном А', взаимодействующим с СМ благодаря малому кинетическому смешиванию с обычным фотоном.

Подобные расширения мотивированы тем, что парафотон может играть роль «портала» в скрытый сектор. В рамках используемых приближений в главе изучены различные механизмы рождения А' при столкновении пучка протонов с фиксированной мишенью (тормозное излучение протонов и вторичных частиц, распады мезонов), а также моды его распада на лептоны и адроны. Проведена оценка полного числа событий, вызванных распадом парафотонов внутри распадного объема детектора ЯН1Р с учетом предполагаемой геометрии последнего. Показано, что для сравнительно малых масс парафотона доминирует вклад от распадов мезонов, а выше порога, связанного с и-мезоном — тормозное излучение протонов.

Вклад от вторичных лептонов оказывается пренебрежимым для всего рассмотренного диапазона масс (от десятков МэВ до нескольких ГэВ. Основным результатом главы является выявление области параметров модели — смешивания и массы, которые могут быть изучены (исключены) в этом эксперименте. Несомненно, подобного рода исследования необходимы для обоснования физической программы ЯН1Р. В Главе 4 продолжено изучение перспектив детектирования частиц новой физики в эксперименте КН1Р в рамках суперсимметричных моделей с нарушением К.-четности. В отличие от большинства сценариев с ненарушенной К-четностью, легчайшее нейтралино оказывается нестабильной и может распадаться только на частицы СМ. Автором рассматриваются случай, когда легчайшее нейтралино в основном является суперпартнером 1)(1) калибровочного бозона СМ («бино») с массой, лежащей в районе нескольких ГэВ, В главе выполнен всесторонний анализ чувствительности ЯН1Р к поискам нейтралино, рожденных не только в распадах заряженных Р-мезонов (как в ранних работах), но и при распадах нейтральных и заряженных ~- и В- мезонов, что позволяет исследовать больший интервал масс для нейтралино.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации