Читать онлайн «Новая физика на Большом адронном коллайдере»

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт ядерных исследований Н. В. Красников, В. А. Матвеев НОВАЯ ФИЗИКА НА БОЛЬШОМ АДРОННОМ КОЛЛАЙДЕРЕ URSS МОСКВА ББК 22. 382 22. 383. 5 >спри Настоящее издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 10-02-07025) Красников Николай Валерьевич, Матвеев Виктор Анатольевич Новая физика на Большом адронном коллайдере. — М: КРАС АНД, 2011. —208 с, цв. вкл. В настоящей книге дается обзор важнейших направлений поиска новой физики в предстоящих экспериментах на Большом адронном коллайдере (БАК), созданном международным объединением ученых и специалистов многих стран на базе Европейского центра ядерных исследований в Женеве (ЦЕРН). Главное внимание в книге уделяется поискам бозона Хштса, лежащего в основе механизма спонтанного нарушения калибровочной симметрии электрослабых взаимодействий. Кроме того, подробно обсуждается поиск суперсимметрии и ряда других экзотических явлений, предсказываемых различными обобщениями Стандартной модели элементарных частиц. Книга предназначена для научных работников — как теоретиков, так и экспериментаторов; специалистов в области моделирования физических процессов при столкновениях частиц высоких энергий на современных коллайдерах; всех, кто изучает физику элементарных частиц, физику высоких энергий и квантовую теорию поля. Издательство «КРАСАНД». 117335, Москва, Нахимовский пр-т, 56. Формат 60x90/16. Печ. л. 13. Зак. № 1629. Отпечатано в ООО «ПК «Зауралье». 640022, Курганская обл. , Курган, ул. К. Маркса, 106. Никакая часть настоящей книги не может быть воспроизведена или передана в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, а также размещение в Интернете, если на то нет письменного разрешения владельца. Содержание Введение 8 Глава 1. Стандартная модель 14 1. 1. Кварковая модель 14 1. 2. Матрица смешивания кварков IS 1. 3. Квантовая хромодинамика 16 1. 4. Физика адронных струй 20 1. 5. Электрослабые сечения 24 1. 6. Сечения рождения тяжелых кварков 28 1. 7. Лагранжиан°электрослабой модели Вайнберга—Салама 29 1. 7. 1. W- и Z-распады 32 Глава 2. БАК, CMS- и ATLAS-детекторы 34 2. 1. БАК 34 2. 2. Детекторы CMS и ATLAS 35 2. 2. 1. Общие требования к детекторам CMS и ATLAS 35 2. 2. 2. CMS-детектор 36 Глава 3. Классификация способов поиска новой физики на ВАКе. Вводные замечания 40 Глава 4, Исследования физики в СМ 43 4. 1. Электрослабая физика 43 4. 1. 1. Рождение мюонныхпар 44 4. 1. 2. Определение массы ТГ-бозона 45 4. 1. 3. Мультибозонное рождение 46 4. 2. Физика топ-кварков 46 4. 2. 1. Одиночное рождение топ-кварков 47 4. 2. 2. Измерение массы топ-кварка 47 4. 3. КХД и физика адронных струй 48 Глава 5. Поиск стандартного бозона Хиггса 50 5. 1.