კვანტური ფიზიკისა და საინჟინრო ტექნოლოგიების ინსტიტუტი

სტუ-ს კვანტური ფიზიკის და საინჟინრო ტექნოლოგიების ინსტიტუტი არის ოფიციალური წევრი და აქვს სერიოზული თანამშრომლობა მსოფლიოს ისეთი წამყვან საერთაშორისო კოლაბორაციებთან (ექსპერიმენტებთან) როგორიცაა
• CMS (Compact Muone Solenoid)
• COMET (COherent Muon to Electron Transition)
• DUNE (Deep Undergraund Neutrino Experiment)

CMS ექსპერიმენტი, CERN-LHC სტუ-ს ჯგუფი ეფექტურად მუშაობს CMS ექსპერიმენტის ისეთ სუბდეტექტორებზე, როგორიცაა მიონური სპექტრომეტრის RPC (Resistive Plate Chamber) დეტექტორები და ადრონული კალორიმეტრი HCAL (Hadron CALorimeter). HL-LHC-ის განახლების პროგრამის ფარგლებში CMS კოლაბორაცია აშენებს უნიკალურ და უნივერსალურ მაღალი გრანულარობის კალორიმეტრს HGCAL (High Granularity Calorimeter), რომელიც შეცვლის არსებულ endcap კალორიმეტრს. ამ სუბდეტექტორებში სტუ-ს მეცნიერები აქტიურად არიან ჩართული საკვანძო ამოცანებზე. ასევე გვაქვს აქტიურობა ძირითადი პროგრამული უზრუნველყოფის CMSSW პლატფორმის ოპტიმიზაციაში და ანალიზში და CMS ექსპერიმენტის GEANT4 -ს გეომეტრიულ ანალიზში.

COMET ექსპერიმენტი, KEK, J-PRC დღეისათვის ექსპერიმენტულად დადასტურებულ ერთადერთ პროცესს, სადაც ლეპტონური არომატი ირღვევა, წარმოადგენს ე.წ. ნეიტრინოების ოსცილაცია. თუმცა დამუხტული ლეპტონების არომატის დარღვევა (Charged Lepton Flavor Violation, CLFV) დღემდე არაა დამზერილი. CLFV-ს ნებისმიერი გამოვლინება სტანდარტული მოდელის მიღმა ახალი ფიზიკის არსებობაზე მიანიშნებს.

COMET ექსპერიმენტი არის ახალი თაობის ექსპერიმენტი, რომელშიც დაგეგმილია 10-15-10-17 მგრძნობიარობის მიღწევა µ→e კონვერსიისათვის, რაც 10000-ჯერ აუმჯობესებს დღეისთვის საუკეთესო შედეგს (Br<10-13). ასეთი შედეგის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ მაღალი ინტენსივობის მუონების (1011) ნაკადის გამოყენებით. COMET ექსპერიმენტში ჩვენი ჯგუფი ასრულებს ამოცანებს ექსპერიმენტის ყველა დეტექტორულ სისტემაზე, როგორებიცაა, სტროუ ტრეკული დეტექტორები, ელექტრომაგნიტური კალორიმეტრი და კოსმოსური ვეტო სისტემა. ასევე ვახორციელებთ მოდელირებას დეტექტორების ოპტიმიზაციისთვის.

DUNE ექსპერიმენტი, Fermilab ამერიკის უდიდესი ბირთვული და ელემენტარული ნაწილაკების ცენტრ FERMILAB-ში მიმდინარეობს მზადება მსოფლიოს უდიდესი (როგორც მასშტაბით ისე სამეცნიერო თვალსაზრისით) საერთაშორისო ექსპერიმენტის „DUNE ღრმა მიწისქვეშა ნეიტრინული ექსპერიმენტი“, რომელმაც პასუხი უნდა გასცეს ბევრ მნიშვნელოვან კითხვებს, მათ შორის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანეს ფუნდამენტალურ კითხვას ჩვენი სამყაროს შესახებ, კერძოდ: რატომ არის ჩვენ სამყაროში ასიმეტრია მატერია-ანტიმატერიას შორის? თუმცა დიდი აფეთქების დროს (Big Bang) მატერია-ანტიმატერია შეიქმნა თანაბრად, ახლა კი დომინირებს მატერია. ნეიტრინო-ანტინეიტრინოს ოსცილაციის შესწავლა გვაძლევს დიდ პერსპექტივას ამ ასიმეტრიის შესწავლაში. აღსანიშნავია, რომ ექსპერიმენტი დაიმზერს არა მარტო ნეიტრინოების ოსცილაციას, არამედ ასევე ანტინეიტრინოების ოსცილაციასაც, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია.

სტუ არის LBNF/DUNE ექსპერიმენტის აქტიური წევრი, და აქვს გარკვეული პასუხისმგებლობა კოლაბორაციის წინაშე. ჯგუფი აქტიურად მუშაობს ექსპერიმენტის უახლოესი ნაწილის (ND), როგორც სტროუ ტრეკულ დეტექტორებში ასევე ელექტრომაგნიტურ კალორიმეტრის შექმნაში. ასევე ვასრულებთ მოდელირების გარკვეულ ამოცანებს.