К. И. ШИБАЕВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
исследование возможности поиска
новых (мета) стабильных кварков и лептОнов
в эксперименте PAMELA
Обсуждается возможность поиска стабильных кварков и лептонов новых семейств в эксперименте PAMELA.
Новые (мета)стабильные кварки и/или лептоны предсказываются в ряде моделей элементарных частиц, расширяющие Стандартную Модель: модель 4-го поколения [1], модель тера-фермионов Глэшоу [2], AC-модель [3]. Данные модели имеют значение не только для решения проблем физики частиц, но и в космологии, тем самым, расширяя возможности их проверки. Данная работа посвящена поиску новых долгоживущих кварков и лептонов, предсказываемых в указанных моделях, в эксперименте PAMELA.
В работе рассматривается модель фермионов четвертого поколения, которая в некоторых реализация рассматривается с учетом нового калибровочного дальнодействия. Методика проверки данной гипотезы в эксперименте PAMELA аналогична методике проверке других перечисленных моделей.
Проявлением указанных моделей может являться обнаружение в космических лучах т. н. аномальных изотопов. Аномальными изотопами являются заряженная частица с ядерным размером, но массой сильно отличающейся от обычного ядра с таким зарядом.
В случае модели четвертого поколения в качестве аномальных изотопов предсказываются стабильные адроны, содержащие кварк 4го поколения (U-кварк). Это могут частицы типа UUU+2, UUu+2 (аномальный гелий), античастицы к ним и другие частицы.
Согласно существующим ограничениям масса U-кварка должна быть больше 220 ГэВ.
На рисунке 1 показаны зависимости магнитной жесткости от скорости попадающих в установку космических частиц, так же на графиках отложены ошибки, возникающие при определении магнитной жесткости.
На рисунке 2 показано ожидаемая концентрация адронов 4го поколения, относительно обычных барионов (нуклонов) в зависимости от их массы с указанием наблюдательных ограничений и чувствительности PAMELA.
| Рис. 1. На рисунке показаны зависимости магнитной жесткости от скорости для атомов химических элементов и для сравнения отложены те же величины для двух вариантов адронов, содержащих в своем составе кварк 4го поколения. |
| Рис. 2. Зависимость возможной относительной концентрации U-кварков во Вселенной от их массы. |
Список литературы
1. Khlopov M. Yu. Письма в ЖЭТФ 83. 3. 2006. astro-ph/0511796. Belotsky K., Khlopov M. and Shibaev K., astro-ph/0602261.
2. Glashow S. L., arXiv:hep-ph/0504287. Fargion D. and Khlopov M., hep-ph/0507087.
3. Stephan C. A., hep-th/0509213. Fargion D., Khlopov M. and Stephan C. A., astro-ph/ 0511789.
