Projektbeschreibung
Auf der Spur teilchenförmiger Gesetzloser
Das Standardmodell der Teilchenphysik wurde vor fast einem halben Jahrhundert formuliert und beschreibt die Elementarteilchen, aus denen Materie besteht, sowie deren Interaktionen – zumindest fast. Es gibt einige bekannte Lücken in seiner Beschreibung unseres Universums sowie neue Theorien und Experimente, die darauf hindeuten, dass einige seiner bestehenden Gesetze nicht gültig sind. Die Leptonen-Universalität ist eine Schlüsselannahme, die dem Standardmodell zugrunde liegt. Sie besagt, dass alle drei Leptonen mit gleicher Ladung (drei der 12 existierenden Materieteilchen mit verschiedenen Massen) auf dieselbe Weise mit anderen Teilchen interagieren. Daher sollten sie bei Teilchenumwandlungen oder „Zerfällen“ auf gleiche Weise entstehen, wenn man ihre unterschiedlichen Massen berücksichtigt. Allerdings wächst die Beweislast, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist. Das EU-finanzierte Projekt FAIME zielt auf einen eindeutigen Nachweis anhand von Experimenten ab, darunter seltene Zerfallsvorgänge, und setzt dabei auf eine äußerst sensible Detektionstechnologie sowie anspruchsvolle Analyseverfahren.
Ziel
In the proposed research, precision measurements of rare processes involving heavy quarks and leptons will be used to search for new phenomena beyond the Standard Model, popularly known as New Physics. This research at the intensity frontier is complementary to searches at the highest achievable energies carried out at the LHC proton-proton collider. Indications of very interesting discrepancies have recently been observed by three experiments (LHCb, BaBar, and Belle) between their results and predictions of the Standard Model in certain classes of decays of B mesons, which involve leptons in the final state. The proposed project will address these issues by using large event samples collected with the Belle II detector at a new electron-positron collider, SuperKEKB. By investigating a broad range of selected rare decays of B and D, the project will attempt to provide a definite answer on the violation of Lepton Flavour Universality, one of the cornerstones of our current understanding of the interactions among the elementary particles. Based on the results of these studies, the final stages of the project will be devoted to possible explanations and to studies of transitions that would be based on related new physics phenomena.
Within the proposed research programme, novel, highly advanced identification methods for charged particles will also be developed. They will be of crucial importance to suppress backgrounds arising from other, much more abundant decays in measurements of rare processes where the sensitivity to a possible contribution of New Physics is largest. The proposed research will strongly benefit from the fact that the same group that contributed substantially to the physics programme, concept, design, and construction of the detector, will also carry out the development of novel analysis methods, their calibration and optimization for individual reactions.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
1000 Ljubljana
Slowenien