И только потом должны начаться поиски бозона Хиггса, которые потребуют очень хорошего выделения специальных сигналов (типа двухфотонной моды распада бозона Хиггса) из многих других сигналов, поступающих от других источников. Рассматриваются и различные каналы рождения бозона Хиггса. Оценки показывают, что при наименьших возможных массах интегральной светимости около 5 фб-1 будет достаточно для того, чтобы вскоре обнаружить бозон Хиггса, но для детального анализа потребуется более длительное время.
Ситуация с суперсимметричными частицами во многом зависит от значений их масс. Например, если масса глюино окажется меньше, чем 1,2 ГэВ, то будет достаточно набрать 0,1 фб-1 интегральной светимости для того, чтобы после подробного анализа заявить об её открытии. Чёткие указания можно будет получить на LHCb, где измерения процессов, сильно подверженных влиянию радиационных поправок за счёт виртуальных состояний, могут опередить прямые наблюдения сча- стиц. Оптимисты утверждают, что важные новости могут появиться уже через несколько месяцев стабильной работы LHC, если нам повезёт и массы счастиц окажутся достаточно низкими.
Мы надеемся, что уже на начальном этапе благодаря большей точности измерений на LHC процессы с b- кварками раскроют нам новые стороны проблемы нарушения СР-симметрии и помогут в решении загадки о барионной асимметрии Вселенной.
Поскольку протон при высоких энергиях можно рассматривать как широкополосный источник парто- нов, станет доступным для изучения множество эксклюзивных процессов. Например, удастся разделять рассеяния кварков на кварках, кварков на глюонах и глюонов на глюонах. Можно будет изучать их взаимодействия с помероном и померон-померонные взаимодействия. Сильные электромагнитные поля сталкивающихся ядер могут привести к новым интересным эффектам в у—у- процессах и вызвать неожиданные асимметрии.
Конечно, в первую очередь были бы интересны новые, непредсказанные, процессы.
7. Дальнейшие шаги
Дальнейшие направления исследований на LHC в значительной степени зависят от тех открытий, которые удастся сделать на начальном этапе. Если будет обнаружен бозон Хиггса, то он станет основным притягивающим центром исследований. Со всё увеличивающейся статистикой будут интенсивно изучаться его характеристики — масса, спин, аромат, сила связи и её зависимость от масс, СР-свойства и т.п.
Нечто похожее будет происходить, если будут открыты, скажем, глюино или гравитино. Светимость LHC позволяет изучать счастицы с массами до 3 ТэВ, согласно проведённым оценкам. Каскадные распады столь тяжёлых счастиц будут приводить к появлению более лёгких продуктов распада (среди них наиболее интересным сейчас представляется стау). Разные спины счастиц в каскаде могут вызывать необычные корреляции, что поможет в попытках провести различие между разными возможными теориями (например, между суперсимметрией и дополнительными размерностями) путём корреляционных опытов. Однако эти эффекты могут быть небольшими, а их измерения — достаточно сложными, что поставит непростые задачи перед монте- карловскими программами.
Для физиков будет большим разочарованием, если не удастся найти никаких принципиально новых эффектов. Тем не менее имеется ряд интересных проблем, которые предстоит разрешить. Они возникают даже сейчас, например, в экспериментах на Тэватроне, где недавно были обнаружены неожиданные и пока не объяснённые пучки мюонов в стороне от сталкивающихся пучков. Необходимо также провести более точные расчёты в традиционной квантовой хромодинамике и сопоставить их с более точными экспериментальными данными при столь высоких энергиях. Более точные значения элементов CKM-матрицы должны помочь в решении возникших проблем. Поведение ядерного вещества в соударениях ионов на LHC может оказаться весьма далёким от результатов простых экстраполяций. Вообще, трудно предсказать, какой путь выбран природой — один из известных нам сейчас или же совсем новый в новой области энергий. Придётся ждать экспериментальных данных от LHC, чтобы получить ответ на этот вопрос.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.