Projekti / Programi
Sinergije med preciznimi meritvami in odkritji na Velikem hadronskem trkalniku
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.02.02 |
Naravoslovje |
Fizika |
Teoretična fizika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P210 |
Naravoslovno-matematične vede |
Fizika osnovnih delcev, kvantna teorija polja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
fizika visokih energij na trkalnikih hadronov, fizika fermionskih okusov, fizika kvarka top, zlomitev elektrošibke simetrije in Higgsov bozon, tvorba snovi in temne snovi v zgodnjem vesolju
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
24264 |
dr. Jernej Fesel Kamenik |
Fizika |
Vodja |
2011 - 2013 |
276 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.753 |
Povzetek
V predlaganem projektu se bomo osredotočili na prepletenost med produkcijo in meritvami novih delcev v visokoenrgijskih hadronskih trkalnikih, ter na drugi strani z meritvami elektrošibkih opazljivk ter kršitev okusov kvarkov in leptonov ter CP pri nizkih energijah. Poskušali bomo odgovoriti na vprašanja:
- V kakšnih primerih in pod kakšnimi predpostavkami lahko z efektivno teorijo dobro opišemo različne mehanizme unitarizacije teorije ter tvorbe vidne in temne snovi v zgodnjem vesolju, ter hkrati zadostimo mejam iz meritev elektrošibkih opazljivk ter kršitev okusa in CP pri nižjih energijah?
- Kako lahko s preciznimi meritvami kršitev okusov ter elektrošibkih opazljivk v takšnih primerih omejimo oz. napovemo procese novih delcev, v kolikor bi bili ti odkriti pri visokih energijah?
- Ter obratno, kateri merski kanali v visokoenergijskih trkalnikih so najprimernejši za odkritja novih pojavov in delcev, če vzamemo v obzir stroge meje, ki prihajajo s strani preciznih meritev pri nizkih energijah?
Ob morebitnem odkritju novih delcev na LHC ali komplementarnih signalov v procesih kršitve okusov oz. CP v t.i. super-tovarni okusov, bo ključna in izredno zahtevna naloga izluščiti modele nove fizike, ki bodo konsistentni tako z novimi pojavi, kot tudi z vsemi obstoječimi natančnimi meritvami. Rezultati tega projekta bodo ključno prispevali k takšnemu razumevanju, saj bodo izločili oz. izpostavili generične scenarije, skupne mnogim konkretnim modelom in jih tako na mah ovrgli oz. omejili, hkrati pa bodo pokazali nove smeri razvoja modelov temeljne fizike in povdarili ključne meritve za njihovo preverjanje v prihodnosti.
Dosedanje raziskave na tem področju lahko v grobem delimo na dvoje:
(1) Analize konkretnih modelov nove fizike z vidikov kršitve kvarkovskega in leptonskega okusa, CP, elektrošibkih spremenljivk, procesov pri visokih energijah, itd.
(2) Modelsko neodvisne analize s pomočjo metod efektivnih teorij, ki pa se osredotočajo izključno na nizko-energijske aspekte nove fizike na področjih kršitve okusov in CP ali pa v obliki prispevkov k elektrosibkim opazljivkam, brez neposrednih napovedi za procese na visokoenergijskih trkalnikih.
Nasprotno pa bi v tem projektu obravnavali nekatere generične scenarije, ki so v približku, ki velja pri energijah LHC, skupni mnogim modelom nove fizike, hkrati pa na izviren način omogočajo prepleteno analizo vseh njihovih najbolj relevantnih aspektov tako pri nizkih energijah kot tudi na visokoenergijskih trkalnikih.
V predlaganem projektu nameravamo raziskati prepletanje med obema aspektoma efektivnih teorij na različnih primerih mehanizmov unitarizacije teorije ter tudi generacije okusov ter temne snovi. Pogledali pa bomo tudi kako različne meritve kršitev okusov pri nizkih energijah omejujejo potencialna odkritja novih delcev v visokoenergijskih trkalnikih.
V projektu bomo uporabljali metode efektivnih teorij polja, kot je npr. spurionska analiza, ki omogoča konsistentno obravnavo efektivnih teorij, ki le delno, ne pa v celoti spoštujejo določeno simetrijo. Ta metoda se je že izkazala za izredno učinkovito pri obravnavi teorij z minimalno kršitvijo okusov, posplošili pa jo bomo tudi na analizo eletrošibkih spremenljivk. Hkrati se bomo poslužili metod razvoja teorij s spontano zlomljeno kiralno simetrijo. Te metode, ki originalno izhajajo iz študija nizkoenergijskih procesov pionov in kaonov, so se v zadnjih letih uveljavile pri analizah efektivne zlomitve elektrošibke simetrije, ki jo bomo obravnavali tudi v predlaganem projektu.
Pomen za razvoj znanosti
Novi rezultati iz LHC (predvsem odkritje Higgsovega bozona) so temeljito poglobili naše razumevanje temeljnih zakonov fizike, ki opisujejo procese pri najvišjih eksperimentalno dosegljivih energijah. Hkrati kar nekaj nedavnih meritev redkih procesov v fiziki okusov, ki potekajo pri nizkih energijah, ni povsem v skladu z napovedmi standardnega modela osnovih delcev in interakcij. Rezultati zaključenega projekta, ki je prepletal meritve obeh svrsti eksperimentov na inovativen način, so posledično že naleteli na izredno velik odmev v znanstveni literaturi. Hkrati so rezultati zaključenega projekta že odprli nove smeri eksperimentalnih meritev tako na LHC kot v preciznih meritvah pri nizkih energijah. Oboje bo dolgoročno doprineslo k razumevanju osnovne uganke kvarkovskih in leptonskih okusov.
Pomen za razvoj Slovenije
Opravljene raziskave tvorijo pomemben most med študijem nizkoenergijskih natančnih meritev kršitev okusa in CP, ki so bile v Sloveniji že na zelo visokem nivoju, ter hadronsko fiziko pri visokih energijah, ki do nedavnega v Sloveniji s teoretičnega stališča sploh ni bila zastopana, v svetovnem merilu pa je prevzela ključno vlogo. Rezultati zaključenega projekta so Slovenijo prepoznavno umestili na zemljevid teoretične fizike na trkalnikih visokih energij. To se je med drugim odrazilo v novih in okrepljenih obstoječih uspešnih sodelovanjih z drugimi centri teoretične fizike visokih energij po svetu (npr. CERN, Harvard Univ., LBNL, INFN, CNRS, DESY, ICTP, T.U. Munich, Max Planck Inst., Univ. Valencia, Univ. Barcelona, Univ. Cincinnati, Weizmann inst.), ki odpirajo predvsem nove možnosti za razvoj in pridobivanje novih znanj tudi v prihodnje.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
