«SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей...
-
Upload
yandex -
Category
Technology
-
view
831 -
download
8
Transcript of «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей...
![Page 1: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Andrey Golutvin
Imperial College London
![Page 2: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/2.jpg)
Зачем нужен эксперимент SHIP ?
Как устроен детектор и что он должен измерить
Как создается международная коллаборация для
создания и проведения большого эксперимента
Основные этапы и сколько времени займет
эксперимент
Что коллаборация SHIP ожидает от Яндекс ?
доклад Андрея Устюжаниниа
Научное сотрудничество между SHIP
и ШАД Яндекс
2
![Page 3: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/3.jpg)
Стандартная Модель
3
![Page 4: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/4.jpg)
Discovery of the Higgs boson
4
![Page 5: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/5.jpg)
Discovery of the Higgs boson
By now we can establish it with a single decay channel!
e.g. H ZZ 4l
5
![Page 6: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/6.jpg)
6
![Page 7: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/7.jpg)
Физика частиц детально объясняет как все многообразие наблюдаемой
сегодня Вселенной развилось из плотного и горячего начального
состояния
7
![Page 8: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/8.jpg)
Однако Стандартная Модель неполна
Нейтрино, которые считались
безмассовыми в СМ, имеют массу и
могут менять свой тип
Большая часть массы Вселенной не
состоит из известных элементарных
частиц - темная материя
Во Вселенной отсутствует анти-
материя
8
![Page 9: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/9.jpg)
Стандартная Модель сегодня:
9
![Page 10: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/10.jpg)
Массивные нейтрино
Добавление в теорию трех новых фундаментальных частиц, Майорановских
тяжелых лептонов, может решить все проблемы Стандартной Модели
(nMSM) :
N1 – темная материя
N2,3 – нужны для объяснения ненулевой массы нейтрино и отсутствия анти-
материи во Вселенной
• Ахмедов, Безруков, Боярский, Горбунов, Рубаков, Ручайский, Смирнов, Ткачев, Шапошников, ...
• Asaka, Dodelson, Fuller, Laine, Widrow, ...
10
![Page 11: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/11.jpg)
Сигнал от распада темной материи
Тонкая спектральная линия
11
![Page 12: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/12.jpg)
Космический рентгеновский спектрометр –
эксперимент, способный открыть новую
страницу в развитии фундаментальной физики
•Спектральное разрешение: DE / E ~ 0.1%
•Диапазон энергий : 0.5 - 25 keV 12
Запуск запланирован
в 2015 г.
![Page 13: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/13.jpg)
13 13
Two recent publications in
arXiv:
• arXiv 1402.2301
Detection of an unidentified
emission line in the stacked
X-ray spectrum of Galaxy Clusters,
Eg ~ 3.56 keV
• arXiv 1402.4119
An unidentified line in X-ray
spectra of the Andromeda
galaxy and Perseus galaxy
cluster, Eg ~ 3.5 keV
New line in photon galaxy spectrum ???
Will soon be checked by
Astro-H with better energy
resolution
![Page 14: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/14.jpg)
С помощью протонных и электронных пучков высокой
интенсивности можно детектировать стерильные нейтрино
с массами в диапазоне от нескольких МэВ до нескольких
десятков ГэВ
Обнаружение таких частиц может дать прямую проверку и
объяснение происхождения асимметрии между материей и анти-
материей во Вселенной, а также нейтринных осцилляций
Комбинация результатов экспериментов на ускорителях частиц
и в космосе способна обеспечить полную проверку новой модели
фундаментальной физики nMSM
Поиск редких частиц на ускорителях
14
![Page 15: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Search for BSM physics: how and where ?
(BSM stands for Beyond the Standard Model)
![Page 16: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/16.jpg)
Ускорительный комплекс ЦЕРНа
16
![Page 17: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/17.jpg)
North Area site at CERN / Prevessin
17
![Page 18: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/18.jpg)
18
![Page 19: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/19.jpg)
Схема эксперимента SHIP
Initial reduction of beam induced backgrounds
- Heavy target (50 cm of W)
- Hadron absorber
- Muon shield: optimization of
active and passive shields is
underway
Acceptable occupancy <1% per spill
of 5×1013 p.o.t.
spill duration 1s < 50×106 muons
spill duration 10ms < 50×103 muons
spill duration 10ms < 500 muons
19
![Page 20: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/20.jpg)
Схематический вид детектора SHIP
20
HNL
p+
m-
• Long vacuum vessel, 5 m diameter, 50 m length
Background from active neutrino interactions
becomes negligible at 0.01 mbar
• 10 m long magnetic spectrometer with 0.5 Tm
dipole magnet and 4 low material tracking chambers 20
• Reconstruction of the HNL decays in the final states: m-p+, m-r+ & e- p+
Requires long decay volume, magnetic spectrometer, muon detector
and electromagnetic calorimeter, preferably in surface building
![Page 21: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/21.jpg)
Основные принципы идентификации частиц
21
![Page 22: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/22.jpg)
Sensitivity to HNL: Um U2 = Ue2 + Um
2 + Ut2
22
![Page 23: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/23.jpg)
Status of the SPSC review
23
![Page 24: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/24.jpg)
7/ 1/ 14 10:18 AMSHIP Collaboration
Page 1 of 1http:/ / ship.web.cern.ch/ ship/
SHIP - Search for HIdden Particles
CERN, Universität Zürich, EPFL Lausanne, INFN Cagliari,Università Federico II and INFN Napoli, Imperial College London
Experiment to search for Heavy Neutral Leptons at the SPS
We propose a new fixed-target experiment at the CERN SPS accelerator to search for hidden particles. In particular, to search for Heavy Neutral Leptons(HNLs) produced in charm decays. HNLs are right-handed partners of the Standard Model neutrinos. The existence of such particles is strongly motivatedby theory, as they can simultaneously explain the baryon asymmetry of the Universe, account for the pattern of neutrino masses and oscillations, andprovide a Dark Matter candidate.
SHIP is currently a collaboration of six institutes: CERN, Universität Zürich, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, INFN Sezione di Cagliari,Università Federico II and INFN Napoli, Imperial College London. Groups interested in joining should contact Andrey Golutvin and Jaap Panman. Theextension of the collaboration will be discussed at the First SHIP Workshop which will take place in Zürich, 10-12 June 2014.
Expression of interest
response to the refereestex files and images
Twiki page
Documents
Meetings
Meetings of the weekAll meetings(Minutes attached to agendas, if available)Template for minutes writing (docx)First SHIP Workshop, 10-12 June 2014, Zürich
Presentations
FAQ (questions frequently asked during our seminars)
Mailing list
Collaboration Organisation
SHIP Logo - guidelines and resources
Social events
Software getting started page (FairShip)
Contact us
CERN - European Laboratory for Particle Physics, CH-1211, Genève 23, Switzerland
Last modified by EvH at Tue, 20 May 2014 08:02:42 GMT
ship.web.cern.ch/ship
24
![Page 25: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Предложения об участии в коллаборации SHIP поступили от 41 группы из 15 стран,
включая ЦЕРН и институты из России, Швейцарии, Великобритании, Италии, Франции,
Германии, Голландии, Швеции, Дании, Болгарии, Турции, Японии, Чили, Бразилии, США
и Школы Анализа Данных Яндекс.
![Page 26: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Planning schedule of the SHIP facility
A few milestones: Form SHIP collaboration June-September 2014
Technical proposal 2015
Technical Design Report 2018
Construction and installation 2018 – 2022
Commissioning 2022 - 2023
Data taking and analysis of 2×1020 pot 2023 - 2027
![Page 27: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/27.jpg)
Scope of the Technical Proposal
Widen physics case both for the BSM and SM physics
Provide Conceptual Design Report (few options per sub-detector
is ok at this stage)
Detailed analysis of the sub-detector technologies complemented,
if really needed, with some RD studies of prototypes.
No large scale detector modules is expected at this stage. It is
however important to identify critical RD milestones for the TDR
A concept of Computing Model (с использованием технологий Яндекс ?)
Full simulation based sensitivity reach and background
evaluation for representative physics channels
Provide cost evaluation of the detector
Reach internal understanding who will do what for the Technical
Design Report
27
![Page 28: «SHIP: подготовка нового эксперимента CERN», Андрей Голутвин](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022013108/554e7776b4c9054a698b4e80/html5/thumbnails/28.jpg)
Какая помощь ожидается от ШАД Яндекс:
You are very welcome to help with the development
of the computing model (as well as in some other
areas …)
Main challenges and details of the model are to
be understood
Framework for the Monte Carlo simulation is very
urgent to be prepared Technical Proposal has
to be submitted in March 2015
Computing resources for MC simulations needed for
the background evaluation. This is also very urgent !
28
Вместо заключения …