В «Яндексе» пройдет семинар, посвященный новому эксперименту ЦЕРНа

Общий вид установки SHIP (Search for Hidden Particles) — нового планируемого эксперимента ЦЕРНа, нацеленного на поиск гипотетических тяжелых нейтральных лептонов. Изображение с сайта ship.web.cern.ch

В среду 2 июля в московском офисе «Яндекса» состоится научный семинар для широкой публики, посвящённый SHIP — новому эксперименту по поиску физики за пределами Стандартной модели, который сейчас планируется в ЦЕРНе. На семинаре выступят Андрей Голутвин, научный консультант директора ЦЕРНа и один из руководителей нового проекта, и Андрей Устюжанин, руководитель группы академических проектов в «Яндексе». Организационные подробности можно найти в анонсе семинара.

Участие «Яндекса» в этом мероприятии не случайно. Вот уже два года «Яндекс» тесно взаимодействует с ЦЕРНом в рамках проекта CERN openlab, нацеленного на эффективную передачу индустрии разработанных в ЦЕРНе технологий. Участие «Яндекса» заключается в создании и внедрении среды и методов обработки огромного массива данных, накопленных как на LHC, так и в других экспериментах, в том числе и в планируемом эксперименте SHIP.

Аббревиатура нового эксперимента расшифровывается как «Search for Hidden Particles» («Поиск скрытых частиц»). Его научная задача — попытаться заметить долгоживущие тяжелые нейтральные лептоны, частицы, предсказываемым разнообразными моделями Новой физики, но не открытые до сих пор экспериментально. Такие частицы, в соответствии с их названием, не чувствуют ни электромагнитного, ни сильного, ни слабого взаимодействия, поэтому даже если они существуют, их заметить не так-то просто. Это могут быть тяжелые стерильные нейтрино, либо нейтралино — частицы-суперпартнеры нейтральных бозонов, либо некоторые другие экзотические частицы, встречающиеся в теоретических моделях. Если масса таких частиц не слишком велика (например, около 1 ГэВ, как у протона), такие частицы могли бы возникать в распадах тяжелых мезонов или тау-лептонов.

Новый эксперимент как раз заточен под эту возможность. В нем будет использоваться интенсивный пучок протонов из ускорителя SPS, который при столкновении с массивной мишенью будет порождать огромное количество вторичных адронов и тау-лептонов. На их пути будет находиться экран, который поглотит все те частицы, которые хорошо взаимодействуют с веществом, и на выходе останется лишь поток нейтрино и гипотетических тяжелых нейтральных лептонов. Если такая частица распадется на последующих 50 метрах пути, ее след будет четко зафиксирован и проанализирован детектором. Надежная регистрация хоть одного такого распада станет сенсационным результатом.

Несмотря на то, что этот эксперимент не является частью Большого адронного коллайдера, изучаемая на нем физика будет сильно перекликаться с исследованиями LHC. «Конек» эксперимента SHIP — огромные потоки вторичных адронов (свыше 10¹⁷ D-мезонов и 10¹⁵ тау-лептонов) и полная блокировка всех не относящихся к делу событий. Эта комбинация позволит обнаружить искомый процесс, даже если его вероятность порядка одной триллионной. Благодаря своим параметрам, чувствительность этой установки будет на порядки превосходить предшественников и позволит «прощупать» те теоретические модели, до которых не дотянется LHC. Дальнейшие технические подробности установки и ее научная программа описаны в статье-заявке коллаборации (arXiv:1310.1762), на официальном сайте эксперимента, а также в материалах первого рабочего совещания, которое прошло три недели назад.

Что касается сроков, то этот эксперимент находится еще на очень раннем этапе. Сейчас идет формирование коллаборации и разработка детальной научной программы и аппаратуры. Предполагается, что окончательный технический проект будет готов к 2018 году, изготовление и отладка установки завершится к 2022 году, и только в 2023 году он приступит к набору данных.