Opis projektu
Szukanie potwierdzenia prawdziwości fizyki poza modelem standardowym
Model standardowy jest koronnym osiągnięciem fizyki cząstek elementarnych, ale nie opisuje wszystkich obserwowanych zjawisk. Złamanie zasady zachowania zapachu leptonów, dotychczas obserwowane w oscylacjach neutrin, ale nie w procesach z udziałem naładowanych leptonów, może wyjaśnić nieco w tej kwestii. Finansowany ze środków UE projekt TAULEPGAMMA umożliwi poprawę technik analizy, co z kolei pozwoli wykorzystać zestaw danych dostarczonych przez eksperyment Belle II prowadzony w akceleratorze SuperKEKB i zwiększy czułość wykrywania rozpadów tau na leptony i fotony czterokrotnie w porównaniu z poprzednimi pomiarami. W przypadku zaobserwowania zjawisk łamiących zasadę zachowania zapachu nauka otrzymałaby niepodważalny dowód na istnienie fizyki wykraczającej poza model standardowy. Stałoby się to początkiem nowej ery w fizyce cząstek elementarnych.
Cel
I propose a measurement of the lepton flavour violating (LFV) tau -> lepton + gamma decay, where the lepton is a muon or an electron. This will be carried out at the University of Pisa (Italy) under the supervision of Prof. Francesco Forti.
Although highly successful, the Standard Model (SM) of particle physics does not completely describe all the phenomena we observe, such as the recent discovery of neutrino oscillations which violate lepton flavour conservation in the neutral sector.
Many scenarios have been advanced to extend the SM into a bigger picture; several of these models predict LFV to occur in the charged sector as well at measurable rates.
I will exploit the unprecedented data sample provided by the Belle II experiment at SuperKEKB to measure the tau -> lepton + gamma decay rate with a sensitivity of at least a factor of four greater than any previous measurement.
In order to achieve this result I will develop an advanced physics analysis, making full use of the characteristics of the state-of-the-art Belle II detector and incorporating modern techniques such as machine learning. I will use my experience in physics analysis, preparatory studies and detector performance measurements to make this possible.
The impact of a measurement of such sensitivity would be tremendous. A discovery of charged LFV would constitute an enormous breakthrough which would spark a new era of particle physics; a non-observation would instead place strong constraints on possible extensions of the SM and inform physics studies for the coming decade.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
56126 Pisa
Włochy