Поиск редких процессов на коллайдере HERA

Борис Левченко (НИИЯФ МГУ)

Историческая справка

Наследие HERA: структурные функции протона

Прямое наблюдения странного моря протона

Поиск инстантонных процессов

Рождение одиночного t-кварка

Контактное взаимодействие, LQ, дополнительные размерности

Итоги

История DESY в 2-х картинках

Юбилей DESY: 1959-2009

Пример очень успешного планирования и управления научными исследованиями.ДЭЗИ -> ЦЕРН/директорат

DESY: CMS, ATLAS etc, центр обработки ILC

Аэропорт Altona в Гамбурге 18.12.1959 подписание договора Правительство-Город ( 60 мил.ДМ)ДЭЗИ -синхротрон 6 ГэВ (1964) DORIS ускор.кольцо)(100 млн ДМ) (1969/1973 - )(PLUTO, DASP) (J/Psi,30.11.1974) (Ypsilon,1978) (DORIS II/1982, ARGUS) (DORIS III 1990)

PETRA (98+10 млн ДМ)(1971,1975/1978 - 1986)(14-46.8 GeV)(CELLO, JADE, MARK J, PLUTO, TASSO) Открытие глюона (1979, TASSO, G.Wolf(sp), Sau Lan Wu, B.Wiik, P.Soeding )

HERA (1992-2007)ep(27.5 x 820/920 ГэВ) (H1, HERA-B, HERMES, ZEUS)

E.Lohrmann, P. Soeding, Von schnellen Teilchen und hellen Licht (2009)

Новый проект DESY в области фотонной науки:Европейский гамма лазер на свободных электронах XFEL (FLASH, PETRA III)Россия один из главных доноров проекта (~25%)

- Лазерная физика- Твердое тело- Химия фемтосекундных процессов- Биология

Кинезин — молекулярный протеин-автомат

3.4 км05.06.07

2009-2014

Наследие HERA: структурные функции H1+ZEUS

Стандартные PDF

Собственные PDF, HERAPDF1.0 (NLO)

Сечения ->-> Структурные функции-> Партонные распределения

Косвенная информация оструктуре нуклона

DESY-09-158

e±p, NC, CC, √s=300-318ГэВ

NC: 6·10-6< x<0.65 0.045<Q2<3·104ГэВ2

CC: 1.3·10-2< x<0.4 300<Q2<3·104ГэВ2

σrNC

← α2, Q4

Море странности в протоне: прямое измерениеPhys. Lett B 553 (2003)141

Выполняется новый анализ на полных данных ZEUS

e+ p → e+ (1020) + X, DIS, чувствителен к xs(x,Q2)ss>,

xp =2p/Q, MC: LEPTO, ARIADNE, HERWIG (f

s=0.3)

Из данных fs=0.22

прямое свидетельство

существования странности

в протоне

Поиск ГН процессов, инициированных инстантонами

Решение уравнений (анти)самодуальности глюонного поля в евклидовом пространстве

Белавин, Поляков, Тюпкин, Шварц (1975)(BPST инстантон), `t Hooft

Топологическая плотность зарядана решетке

«Квантовые КХД флуктуации, не являющиесядоминирующими в волновой функции вакуума»(Вайнштейн, Захаров, Новиков, Шифман)

Но были и очень большие ожидания

Трансляция через вакуум (нулевая мода)Опыт Галилея: инерционное движениераскаленного шарика по свинцовому желобу

КХД-инстантоны в ГНР: результаты с HERA

Ringwald, Schrempp(DESY): новая теория возм. и генератор QCDINS

Методики поиска H1: нейронные сети O(50)ZEUS: дискриминатор Фишера O(6)

Проблема: Фоновые МК события при жесткомотборе всё более «похожи» на I-события

European Physical Journal C 34 (2004) 255-265

σI< 26 пб (ZEUS), σ

I<221 пб (H1)

σth

=8.9 пб

Рождение одиночного t-кварка

Рождение в СМ через CC взаимодействие ep→ntbX... но сечение очень мало s = O(1fb)

FCNC: рождение через NC изменяющий аромат

arXiv:0904.3876ZEUS-prel-09-009

New ZEUS prel

ktug< 0.13

Не наблюдается существенного избытка событий в области сигнала, установлены ограничения на аномальную константу

связи ktug

Распределение реконстр. массы t-кварка

Контактное взаимодействие, LQ, доп.размерности (1)

Phys.Lett.B568:35ZEUS-prel-07-028

→

КВ, где Λ масштаб новой физики

LQ-лептокварк,

Любое взаим, дающее вклад при болеевысоких энергиях, можно параметризоватькак в модели Ферми

Радиус компакт. R~1 мм,Ms — ультрафиол. обрезание

Возможно множество моделей в зависимости от киральной структуры

Контактное взаимодействие, доп.размерности (2)

ZEUS (94-07): L>3.8-8.9 TeV

H1 (HERA I): L>1.6-5.5 TeV

Нет отклонений от СМ. Ограничения наΛ установлены для каждой модели.

ZEUS (94-07): Ms≥0.94 TeV

Итоги

В каждом эксперименте на HERA набрано ~0.5 фб-1 данных

В большинстве анализов начинается использование всей статистики и

объединение данных H1 и ZEUS

Во всех анализах наблюдается хорошее согласие с СМ:

Установленные исключающие пределы, дополняющие LEP и TEVATRON

ZEUS не отказывается от результата по θ(1530)

Анализ данных продолжается (следующие 4-5 лет)