В настоящее время для описания практически всех экспериментальных данных по физике элементарных частиц используется Стандартная модель, которая, однако, не объясняет существования темной материи и отсутствия антивещества во Вселенной.
Ряд теоретических сценариев физики, которые ищут отклонения от Стандартной модели, предсказывают существование относительно легких и долгоживущих частиц – тяжелых нейтральных лептонов, – которые могут быть ответственны за барионную асимметрию Вселенной, возникновение массы нейтрино, темную материю и т.д. Поиском таких частиц и будут заниматься участники эксперимента.
Для этого будет создана специальная детектирующая аппаратура (детектор SHiP), которая в силу чрезвычайной слабости взаимодействия данных лептонов с частицами Стандартной модели должна иметь большие размеры. В частности, длина «распадного» объема – вакуумированного цилиндра из двухслойной нержавеющей стали – более 50 метров.
Кроме детектора SHiP проект потребует создания специального канала для вывода пучка частиц с ускорителя SPS (Super Proton Synchrotron), установленного в CERN. И то, и другое сопряжено с необходимостью решения значительного количества нетривиальных инженерных задач.
Сейчас сотрудниками 43 институтов из 13 стран, а также специалистами CERN ведется проработка различных аспектов проекта. Кроме того, в разработке физического обоснования эксперимента занята большая группа физиков-теоретиков, в которой активную роль играют российские ученые. Независимыми комитетами CERN проводится экспертиза предлагаемых технических решений.
В начале июля Научный совет коллаборации SHiP принял решение о включении НИТУ «МИСиС» в число вузов, принимающих участие в эксперименте. Научная группа университета будет участвовать в работах, связанных с тау-нейтринным детектором, а также с мюонной вето-системой и калориметром.
Обращение о вступлении в проект помимо НИТУ «МИСиС» подавали два российских и три корейских университета. Положительное решение было принято по НИТУ «МИСиС» и одному корейскому университету. Участие нашего вуза в эксперименте проходит в рамках программы повышения конкурентоспособности «5-100».
Вместе с НИТУ «МИСиС» в эксперименте со стороны России принимают участие Курчатовский институт, Физический институт им. Лебедева РАН (ФИАН), Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), АО «НИКИЭТ».
SHiP (Search for Hidden Particles) – эксперимент CERN по поиску физики за пределами Стандартной модели. Его научная задача — попытаться заметить долгоживущие тяжелые нейтральные лептоны, частицы, предсказываемые разнообразными моделями Новой физики, но не открытые до сих пор экспериментально.
Эксперимент находится на раннем этапе: идет формирование коллаборации и разработка детальной научной программы и аппаратуры. Предполагается, что окончательный технический проект будет готов к 2018 году, изготовление и отладка установки завершится к 2022 году, и только в 2023 году он приступит к набору данных.
