Новая физика

Поиск явлений за рамками стандартной модели

Астрофизика, космология и космические лучи

Эксперименты на электрон-позитронных коллайдерах

Эксперименты на адронных коллайдерах

Поиск новых физических явлений в экспериментах с интенсивными мюонными пучками

Разработка новых детекторов и коллайдеров

Промышленные ускорители

Реализуется в рамках Проекта 5-100

Лидерские позиции НГУ

1

Измерение массы тау-лептона в эксперименте с детектором BESIII на электрон-позитронном коллайдере BEPC-II

Создана система измерения энергии пучков коллайдера методом обратного комптоновского рассеяния лазерного излучения на электронах и позитронах. Система позволила с наилучшей в мире точностью измерить массу фундаментальной частицы – тау-лептона.

2

Разработка методики низкофоновых детекторов предельной чувствительности для регистрации тёмной материи и когерентного рассеяния нейтрино

Разработана и запатентована методика криогенных лавинных детекторов с оптическим съёмом информации. Методику можно использовать для создания безпараллаксного позитрон-эмиссионного томографа высокого разрешения, для дистанционного мониторинга ядерных реакторов.

3

Изучение экзотических состояний ботомония в эксперименте с детектором Belle

Открыты частицы Zb(10610) и Zb(10650) с экзотическими свойствами.Свойства этих частиц нельзя объяснить, если предположить, что они состоят из двух кварков как обычные мезоны.

4

Измерение сечений электрон-позитронной аннигиляции методом радиационного возврата (ISR) в эксперименте с детектиром BaBar

Реализована новая методика измерения сечений электрон-позитронной аннигиляции на коллайдерах с высокой светимостью (электрон-позитронных фабриках) – в области от порога реакции до энергии системы центра масс начальных частиц. Измерены адронные процессы, дающие значимый вклад в полное сечение е+e- аннигиляции в адроны ниже 2 ГэВ. Методика ISR стала широко применяться в экспериментах с детектормаи Belle и BESIII.

5

Научно-образовательный технологический комплекс радиационных воздействий

На базе импульсного линейного ускорителя электронов ИЛУ-10 с энергией 5 МэВ и мощностью пучка 50 кВт создан комплекс с инфраструктурой, необходимой для разработки радиационных технологий для промышленности, медицины и других областей. Комплекс используется для подготовки специалистов в области радиационных технологий, разработки источников излучения и эксплуатации сложных радиационно-технологических комплексов.

Направления исследований

Поиск темной материи. Создание прототипов и полнорзмерного детектора. Участие в эксперименте лаборатории Гран-Сассо

Темная материя – гипотетический вид вещества, который не взаимодействует с электромагнитным излучением. Считается, что тёмная материя составляет 85% от всего вещества во вселенной. Для обнаружения тёмной материи разрабатываются специализированные детекторы.

Разработка универсальной микроспутниковой модульной платформы. Запуск микроспутника в 2018 году

Спутниковые эксперименты в области астрофизики традиционно ведутся на больших дорогостоящих специализированных космических аппаратах. Однако существуют задачи в астрономии и астрофизике, для которых не требуются большие космические аппараты. Для решения таких задач возможно использование весьма небольшого пространства и бюджета массы, то есть они могли бы самостоятельно проводиться в составе малых и сверхмалых космических аппаратов.

Изучение нарушения CP-инвариантности в распадах прелестных мезонов и барионов

Набор данных в эксперименте LHCb. Измерения с наилучшей точностью значений элемента матрицы CKM |Vub| и угла гамма УТ. Проверка новым методом измерений значения угла бета. Модернизация калориметра детектора Belle-II и начало экспериментов с детектором. Нарушение CP-инвариантности означает неинвариантность законов природы относительно операции зеркального отражения с одновременной заменой всех частиц на античастицы (нарушение комбинированной чётности или CP-симметрии). Это явление обусловливает преобладание материи над антиматерией во Вселенной. Это необходимое условие для практически полного уничтожения антивещества на раннем этапе развития Вселенной.

Поиск процессов с нарушением закона сохранения лептонного числа. Проведение экспериментов, чувствительных к различным вкладам новой физики

Большинство точечных фермионов (кварки, нейтрино) участвуют в процессах с изменением аромата: распаде кварков и осцилляциях нейтрино. В то же время процессы с изменением аромата заряженных лептонов пока не наблюдались. Теоретически такие процессы не исключаются, но вероятность их наблюдения в рамках Стандартной модели ничтожно мала. Обнаружение этих процессов является абсолютным указанием на наличие новой физики.

Изучение тёмной энергии. Уточнение ускорения разлёта вселенной

Относительно недавно было открыто ускоренное расширение Вселенной, которое говорит о том, что на космологических масштабах есть силы, «разрывающие» Вселенную, природа которых пока совершенно не ясна. Связанное с этими силами поле получило название темной энергии. Важной задачей в изучении тёмной энергии является увеличение точности определения величины ускорения, с которым разлетается Вселенная.

Прорывные проекты

Бор-нейтронозахватная терапия онкозаболеваний

Разработка медицинской технологии бор-нейтронозахватной терапии онкологических заболеваний на основе ускорительного источника эпитепловых нейтронов и внедрение ее в клиническую практику Российской Федерации