Конференции

CHEP-Yerevan: продолжать и становиться лучше

С 29 сентября по 3 октября в г. Ереван, Армения, прошла международная конференция по физике высоких энергий CHEP-Yerevan-2025. Организаторами мероприятия выступили Ереванский государственный университет (ЕГУ), Национальная научная лаборатория имени А.И.Алиханьяна (ННЛА) и Объединенный иститут ядерных исследований. Помимо представителей ЛИТ в состав программного коммитета конференции вошли ученые из ЛФВЭ, ЛЯП, ЛТФ ОИЯИ, а также из научных организаций различных стран мира. Это уже вторая конференция из этой серии, первая состоялась в 2023 году в ННЛА.

Участниками CHEP-Yerevan-2025 стали почти 80 ученых из Армении, Беларуси, Германии, Индии, Ирана, Мексики, России, США, Узбекистана, а также представителей международных научных организаций ОИЯИ и ЦЕРН. Институт был представлен обширной делегацией, около 30 специалистов из четырех лабораторий: ЛФВЭ, ЛЯП, ЛТФ, ЛИТ. Международные эксперты собрались на площадках ЕГУ и ННЛА, чтобы обсудить текущий статус исследований в области физики высоких энергий, включая физику на Большом адронном коллайдере (LHC), физику бозона Хиггса, мюонов высокой энергии, физику за пределами Стандартной модели, адронную спектроскопию, физику тяжелых ионов, спиновую физику, а также передовые вычислительные и аналитические инструменты, применяемые в экспериментах на установках LHC, SPS, NICA, KEK, CEBAF и других.

Открыл конференцию проректор ЕГУ по вопросам науки Рафаель Бархударян: "Для меня большая честь приветствовать всех участников в стенах Ереванского университета - места с богатыми научными традициями, - сказал Рафаэль Бархударян. - Пусть ваши дискуссии будут плодотворными, идеи - вдохновляющими, а профессиональное общение перерастет в крепкие научные контакты. Я надеюсь, что эта конференция даст новый импульс нашим общим усилиям по расширению горизонтов познания". В своем комментарии Рафаель Бархударян отметил, что ЕГУ нацелен на привлечение молодежи в науку, и проведение научных конференций, подобных CHEP-Yerevan-2025, способно послужить этим целям, а также видимости университета в мировом научном ланшафте.

Армен Тумасян

Приветствуя участников мероприятия, директор ННЛА Геворг Карян сказал: "Два года назад, в 2023 году, мы впервые встретились на первой конференции по физике высоких энергий в Ереване. Тогда мы приняли решение продолжить серию этих мероприятий и сегодня можно видеть, что мы сдержали свое слово". В докладе Геворг Карян ознакомил аудиторию с историей развития Национальной лаборатории с момента образования Ереванского физического института до настоящего момента, а также рассказал о современных задачах ННЛА в области физики высоких энергий.

Также участников приветствовал председатель оргкомитета CHEP-Yerevan-2025, ведущий научный сотрудник ННЛА, заведующий кафедрой ядерной физики и астрофизики ЕГУ Армен Тумасян. "ННЛА в Армении занимает очень сильную позицию в области физики на Большом адронном коллайдере. Во многом нам это удается благодаря той активной поддержке, которую нам оказывает дубненское научное сообщество", - подчеркнул в комментарии Армен Тумасян, выступающий в том числе руководителем научной группы от ННЛА в эксперименте CMS на LHC.

Сергей Шматов

На открытии CHEP-Yerevan-2025 выступил Сергей Шматов, директор Лаборатории информационных технологий имени М.Г.Мещерякова. "ЛИТ не только обеспечивает вычислительную поддержку всех научных проектов ОИЯИ, но и активно участвует в разработке методов, моделей и сценариев обработки и анализа данных. Выполнять эти задачи невозможно без глубокого понимания состояния дел в экспериментальных проектах, того, какие цели ставятся, как проводятся исследования. И я думаю, что будущее именно за такой синергией IT-специалистов и специалистов в физике высоких энергий. Без этого невозможно достичь серьезных результатов", - подчеркнул он.

По словам организаторов, мероприятие задумано как международная площадка, на которой могут встретиться, представить свои результаты и обсудить планы будущих исследований ученые, занятые в получении и обработке экспериментальных данных в области физики высокой энергии и физики элементарных частиц. "Речь идет как о теоретиках, о физиках, которые выполняют анализ, так и о специалистах, создающих детекторы и занимающихся разработкой вычислительных методов, алгоритмов и создающих вычислительные комплексы, что играет важнейшую роль в обработке экспериментальных данных", - отметил Сергей Шматов. Особую важность, по мнению директора ЛИТ, здесь представляет то, что на CHEP-Yerevan-2025 обсуждаются эксперименты и установки, которые могут войти в число международных проектов с участием ОИЯИ в будущем, например CEPC в Китае или SHiP в ЦЕРН.

Дмитрий Казаков

Научную программу CHEP-Yerevan-2025 открыл доклад директора ЛТФ ОИЯИ члена-корреспондента РАН Дмитрия Казакова, который представил обширный обзор современной ситуации в физике высоких энергий с точки зрения теоретика. Он отметил, что долгие годы являлся непременным участником конференций, проводившихся RDMS CMS, и воспринимает научное мероприятие в Ереване как естественное продолжение этой серии активностей на стыке теории и эксперимента, адресованных физикам, которые занимаются феноменологией Стандартной модели и экспериментальным поиском новой физики за ее пределами.

В своем докладе Д.И.Казаков сформулировал перечень нерешенных проблем и открытых вопросов Стандартной модели взаимодействий, которые с неизбежностью приводят к существованию новой физики, и отметил разнообразие подходов и исследовательских инструментов для ее поиска. Традиционными инструментами являются ускорители частиц и крупнейший из них - Большой адронный коллайдер, ежегодные новости с которого, к сожалению, не дают указаний на новые частицы и взаимодействия, а лишь устанавливают ограничения на параметры теоретических моделей, которые всё это предсказывают. Вторым предметом для изучения на LHC является сама Стандартная модель и ее точная проверка, и тут дело обстоит таким образом, что время от времени возникают различные указания на отклонения от теоретических ожиданий, но все они в конце концов уходят. Хотя иногда всё же случаются события, которые не сводятся к устранимым погрешностям эксперимента, например недавнее наблюдение топония - связанного состояния топ-антитоп кварков на пороге рождения. Помимо LHC, новости научному сообществу поставляют также узкоспециализированные ускорители, работающие при значительно более низких энергиях, но позволяющие точно изучать, например, параметры матрицы смешивания Кабиббо-Кобаяши-Маскавы в кварковом секторе и тесно связанные с ней вопросы СР-нарушения в ранней Вселенной. Подобные эксперименты позволяют также устанавливать точные ограничения на редкие распады тяжелых мезонов и барионов, в которые может давать вклады новая физика.

Другое большое направление составляют различные исследования, не связанные с ускорителями частиц: нейтринные обсерватории, эксперименты по поиску аксионов, аномальных магнитных моментов частиц и пр. Важные ограничения на свойства нейтрино приходят из астрофизических экспериментов, в частности по изучению анизотропии микроволнового реликтового фона. В карте излучения реликтовых фотонов закодировано огромное количество информации, относящейся к ранней Вселенной, к частицам и взаимодействиям, которые тогда происходили, и таким опосредованным методом можно получить оценки на массы нейтрино. Еще один источник - изучение ускоряющегося расширения Вселенной по "стандартным свечам" - сверхновым типа Ia, откуда берется и оценка на полную плотность Вселенной, и верхняя оценка на вклад нейтрино. Задача определения вида (дираковские или майорановские) и источника массы нейтрино, иерархия масс нейтрино трех поколений - прямая или обратная, и параметры смешивания массовых матриц относятся к упоминавшемуся перечню важных нерешенных проблем. Здесь большие надежды возлагаются на следующее поколение экспериментов с реакторными, астрофизическими и ускорительными нейтрино, хотя прорыва в наших знаниях по этому вопросу придется немного подождать, так как все они пока находятся в стадии подготовки.

Живой отклик у теоретиков и в целом у людей, занимающихся поиском новой физики, вызывают новости экспериментов, посвященных поиску гравитационных волн. Хотя это направление не относится непосредственно к области физики высоких энергий, как и астрофизика, оно тесно с ней переплетено и в перспективе очень важно с точки зрения нахождения ответов на указанные выше большие и сложные вопросы, особенно касающиеся устройства ранней Вселенной. Хотелось бы, чтобы участие физиков из ОИЯИ в этой деятельности было более широким и углубленным, хотя бы в европейской части объединенного гравитационного проекта LIGO-Virgo-KAGRA.

Виктор Ким

Большой интерес для научного сообщества ОИЯИ представляет собой участие в проекте NICA, новости по которому весьма обнадеживают и позволяют надеяться на начало работы ускорителя по запланированной научной программе в ближайшее время. Это особенно актуально сейчас, когда участие российских ученых в зарубежных проектах затруднено. Тем приятнее слышать на этой конференции об успехах нашего собственного домашнего проекта.

Теоретическая линия на конференции была продолжена рядом докладов, посвященных пунктам из списка нерешенных проблем и задач Стандартной модели. Обсуждались проблема темной материи и ее описания, проблема иерархии масштабов, вычисления по теории возмущений и учет поправок высших порядков, вносящих вклады в оценки наблюдаемости и уточняющих критерии точности для процессов новой физики, и ряд других тем. Свое авторское видение вычисления поправок к массе бозона Хиггса и связанных с этой процедурой критериях натуральности Стандартной модели представил Виктор Ким (ПИЯФ). Тема темной материи - самого загадочного объекта во Вселенной, о котором известно только то, что он есть, и существует масса различных теорий, предлагающих своих кандидатов на ту роль, но нет ни одного факта или результата эксперимента, позволяющего предпочесть одну из теорий, - была затронута в двух докладах.

Дмитрий Горбунов

Член-корреспондент РАН Дмитрий Горбунов (ИЯИ РАН) представил доклад, посвященный вычислениям вкладов от сильных взаимодействий Стандартной модели в возможные процессы, связывающие обычное вещество (видимый сектор) с темной материей. В качестве "связных", или переносчиков взаимодействий между темным и видимым сектором, рассматривались новые экзотические легкие частицы в таком диапазоне масс, который может быть изучен в специализированных ускорительных и не ускорительных экспериментах на примере проекта SHiP. При этом уточняющие вычисления, оперирующие моделями низко­энергетических сильных взаимодействий, имеют общий для всех экспериментов с фиксированной мишенью характер и могут быть полезными как при оценке наблюдаемости эффектов на планируемых установках, так и при возможной коррекции пределов на рождение легких экзотических частиц, уже полученных экспериментальными коллаборациями. В докладе обсуждались разные типы переносчиков, или порталов в темную материю, поскольку в настоящее время отсутствуют критерии выбора или экспериментальные факты, позволяющие предпочесть одну из моделей остальным, так что все варианты имеют право на существование.

В комментарии к докладу было отмечено, что, говоря о темной материи, мы в принципе знаем не очень много, и это неудивительно. Для начала история физики элементарных частиц как таковой не очень длинная и пока еще насчитывает всего около ста лет. И к тому же видимая часть материи, описываемая Стандартной моделью, то есть тем, что мы знаем, составляет меньше 5% от полного состава компонент Вселенной, формирующих ее плотность. Поэтому совершенно не удивительно, что новая физика может проявиться в разных видах и множеством разных способов. "Было очень интересно обсудить на этой конференции сильные взаимодействия при разных кинематических условиях. А также сравнить мои собственные оценки в различных экспериментах с теми специалистами, которые в них работают. В плане эффективности дискуссий эта конференция сравнима с очень хорошим рабочим совещанием", - подчеркнул в своем комментарии Дмитрий Горбунов. Он отметил новые интересные результаты, представленные в докладах, например уже упоминавшееся наблюдение связанного состояния топония на пороге рождения, существование которого оказалось во многом неожиданным для коллабораций на LHC, хотя оно было предсказано российскими тео­ретиками довольно давно. Также отмечалась важность получения результатов и их интерпретация по редким процессам, в которых может быть скрыта новая красивая физика.

Мария Савина (ЛТФ) в своем докладе сделала обзор ситуации с кандидатами в темную материю в несколько другом диапазоне масс - с тяжелыми слабовзаимодействующими частицами (WIMP). Был представлен набор сценариев устройства темного сектора, которые могут быть проверены на LHC.

Нестандартная физика может проявлять себя как непосредственно, в виде процессов с новыми частицами и взаимодействиями, так и опосредованно, через поиск отклонений от ожиданий Стандартной модели. Во втором случае максимально возможная точность вычислений стандартных процессов по теории возмущений имеет огромное значение. Эта тема всегда имеет особенное звучание, и на конференции была представлена в докладах, посвященных радиационным поправкам, от сотрудников ЛТФ Ульяны Возной, Владимира Зыкунова и Леонида Каптаря. Также Петр Крачков (ИЯФ СО РАН) представил доклад о двухпетлевом вычислении процесса электрон-позитронной аннигиляции с рождением пары тяжелых лептонов.

Помимо новой физики, интерес для теории представляет также изучение стандартных процессов, но в необычных или предельных режимах. В этом ключе новости по хорошо известной, но всё еще способной преподносить сюрпризы теме представил Мисак Саргсян (Флоридский международный университет, США) в своем докладе о спектрально-функциональном подходе при расчете структуры адронов. Обмен померонами и фотонами для p-A-событий с большой быстротой на LHC стал темой доклада Дмитрия Соснова (НИЦ "Курчатовский институт"). Продолжением этой темы с возможностью применения на будущих коллайдерах стал доклад Анатолия Егорова (ПИЯФ) о результатах исследований пары струй с большими быстротами для поиска новой физики. О роли дикварка в рождении адронов с большим pT в pp-столкновениях рассказал Андрей Зеленов (НИЦ КИ).

Интересный доклад, связанный не с коллайдерной тематикой, а с идеями и методами астрофизики, сделала Анна Дембицкая (НИЯУ МИФИ). В презентации обсуждалась возможность образования в ранней Вселенной химической эволюции и устойчивого существования до наших дней домена антиматерии.

Экспериментальный блок докладов, посвященных проверке Стандартной модели и поиску новой физики за ее пределами, был обширным и разносторонним. Эта тема была начата в презентации Сергея Шматова с обзором последних результатов по поиску физики за рамками Стандартной модели в эксперименте CMS на LHC. Далее в разные дни конференции освещались новости с LHC по хиггсовской физике, наблюдениям процессов Стандартной модели, поиску новых хиггсовских состояний, поиску частиц темной материи, процессов, запрещенных в Стандартной модели и др. Соумья Мукерджи (Калифорнийский университет в Сан-Диего, США) представил доклад об актуальных измерениях характеристик бозона Хиггса, Артур Апресян (Фермилаб, США) рассказал о поисках процесса парного рождения бозонов Хиггса и о перспективах его наблюдения на LHC в режиме высокой светимости (HL-LHC), Алексей Распереза (DESY, Германия) посвятил свой доклад поискам тяжелого нейтрального бозона Хиггса, Ясаман Хоссейни (Институт фундаментальных исследований, Иран) представила результаты по рождению ttZ. Тематика эксперимента CMS была продолжена в докладах Александра Ланева (ЛФВЭ) об исследованиях пары мюонов в конечном состоянии, Мойтабы Моххаммади Наджафабади (Институт фундаментальных исследований, Иран) о поиске нейтральных токов, изменяющих аромат, при распадах топ-кварков, Александра Седельникова (ЛИТ) о последних результатах по физике тяжелых кварков, и Арама Хайрапетяна (ННЛА) о поиске долгоживущих частиц.

Синтия Кеппел

Из тем, не связанных с LHC, в день открытия прозвучал доклад Синтии Кеппел (JLab), которая рассказала о направлениях исследований и научной инфраструктуре Лаборатории Джеферсона, а также представила ряд полученных результатов. Дмитрий Пешехонов (ЛФВЭ) сделал впечатляющую презентацию с финальными ключевыми результатами эксперимента NA64 в ЦЕРН. Грачья Марукян (ННЛА) выступил с обзором последних результатов GlueX и будущих планов, Прохор Егоров (ЛЯП) рассказал о поисках глюболов в эксперименте BESIII. Иван Логашенко (Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера) представил результаты эксперимента CMD-3 на коллайдере VEPP-2000.

Будущее LHC, HL-LHC и других возможных проектов, которые продолжат исследование фундаментальных свойств материи через 20, 30 и 50 лет, обсуждалось в докладе Юрия Кульчицкого (ЛЯП) о физике бозона Хиггса в экспериментах на HL-LHC и CEPC и участии в этой работе ученых ОИЯИ. Техническая сторона вопроса была освещена в докладах Владимира Каржавина (ЛФВЭ) о вкладе ОИЯИ в модернизацию эксперимента CMS на HL-LHC и Алексея Каменева (ЛФВЭ) о калибровке датчика газового усиления.

Мегасайенс-проект NICA - один из флагманских экспериментов ОИЯИ, связанные с ним планы и перспективы обсуждались целый рабочий день конференции. Дискуссия началась еще в день открытия с доклада Андрея Бутенко, и.о. директора ЛФВЭ ОИЯИ, который рассказал о NICA, экспериментах BM@N, MPD и SPD, а также текущем статусе ускорительного комплекса. Он отметил, что для выхода на сбор и обработку реальных физических данных физикам требуется подготовить все необходимые модели данных, и доклад призван дать понимание, в каком направлении здесь двигаться в первую очередь. Как рассказал А.Бутенко, в скором времени начинается охлаждение второго полукольца коллайдера, впереди работы по охлаждению Нуклотрона и в декабре этого года команда проекта рассчитывает получить первые пучки на коллайдере. "Слушая доклады по теоретической части, становится понятно, в какую сторону должен двигаться технологический прогресс. Так, был очень интересным доклад о Лаборатории Джеферсона, ее науке и установках. Подобные конференции очень важны для некой перекрестной проверки, когда специалисты в области теории, эксперимента и техники могут встретиться для дискуссий и понять, возможно ли реализовать возникающие задумки. И эффективнее всего это можно сделать именно на выездных мероприятиях, позвляющих погрузиться в работу конференции в отрыве от ежедневных задач", - подчеркнул Андрей Бутенко.

В отдельный день на секции, посвященной физике тяжелых ионов, был представлен ряд докладов по тематике экспериментов на ускорительном комплексе NICA. О текущем статусе и физической программе эксперимента MPD рассказал Виктор Рябов, главный научный сотрудник ЛФВЭ, руководитель коллаборации MPD. Также прозвучали доклады ученых ЛФВЭ о статусе экспериментов BM@N (Василий Плотников) и SRC (Мария Пацюк). Луис Альберто Эрнандес Росас (Национальный автономный университет Мексики) рассказал о самосогласованном эффективном моделировании КХД-материи в экстремальных условиях.

Представитель Мексики Алехандро Айяла (UNIAM), председатель Совета институтов-участников коллаборации MPD, занимается изучением свойств сильно взаимодействующей материи. На CHEP-Yerevan-2025 он представил доклад "Асимметричное испускание µ⁺µ^- при распадах Z⁰: чистый магнитометр в релятивистских столкновениях тяжелых ионов". "Эта конференция интересна тем, что позволяет познакомиться с актуальным состоянием исследований по различным областям физики высоких энергий, узнать о передовых экспериментах. Я был очень рад увидеть здесь динамично развивающееся, активное научное сообщество. Это благодатная среда как для выстраивания научных контактов, так и для работы с партнерами. Так, мы обсуждаем с директором ЛИТ ОИЯИ возможности организации каналов передачи данных между Дубной и Мексикой для обработки данных эксперимента MPD", - сообщил Алехандро Айяла. Он подчеркнул, что сотрудничество Мексики и ОИЯИ находится в стадии активного развития и помимо MPD нацелено на совместные исследования на реакторе ИБР-2 и его комплексе спектрометров, а также на создание совместно со специалистами ОИЯИ источника ионов в Мексике.

Также в рамках секции тяжелых ионов свои доклады представили: Хуснуддин Олимов (Физико-технический институт Академии наук Узбекистана) - "Центральность и энергетическая зависимость кинетических параметров вымораживания в высокоэнергетических p+Pb, Xe+Xe и Pb+P-болизмах LHC", Амареш Кумар Джайсвал (Национальный институт научного образования и исследований имени Джайсвала, Бхубанешвар) - "Спиновая поляризация в столкновениях релятивистских тяжелых ионов", Петр Парфёнов (ЛФВЭ) - "Исследование возможности измерения анизотропных потоков в конфигурации с фиксированной мишенью эксперимента MPD", Михаил Мамаев (ЛФВЭ) - "Направленный поток протонов в столкновениях Xe+CsI при энергии пучка 3,8 A ГэВ с BM@N", Хачик Абраамян (ЛФВЭ) - "Наблюдение структур при энергиях ~ 17 и ~ 38 МэВ/c² в спектрах инвариантных масс γγ и e⁺e^- в столкновениях dCu при импульсе 3,8 ГэВ/c на нуклон".

Сотрудники ЛИТ ОИЯИ представили доклады по тематике современных вычислительных и аналитических инструментов. Заместитель директора ЛИТ Николай Войтишин рассказал о методах и алгоритмах обработки данных в физике высоких энергий. Данила Олейник представил программно-вычислительный проект эксперимента SPD, Артем Петросян - управление Монте-Карло симуляцией эксперимента SPD в распределенной среде. Александр Айриян рассказал о применении машинного обучения для идентификации частиц в экспериментах MPD и BM@N.

Директор ЛИТ Сергей Шматов, комментируя проведение CHEP-Yerevan-2025, также сделал акцент на том, что для молодых ученых участие в конференциях такого уровня - это прекрасная возможность заявить о своей научной работе. "Здесь молодые специалисты имеют возможность пообщаться со старшими коллегами и лучше определить свои научные интересы", - отметил Сергей Шматов. Он также рассказал, что начиная с этого года традиционная стажировка молодых армянских ученых в ОИЯИ получила развитие. Сейчас на базе ННЛА стажируются восемь молодых физиков из лабораторий ОИЯИ, которые принимают активное участие в CHEP-Yerevan-2025 не только в качестве докладчиков, но и помогая в организации конференции. Участники стажировки представили ряд докладов по тематике эксперимента CMS. Иван Мигунов рассказал об измерениях рождения бозона Хиггса в процессе VBF и его распада на b-кварки в столкновениях протонов при энергии 13 ТэВ. Владислав Шалаев (ЛФВЭ) сделал обзор результатов излучения электрослабых взаимодействий на LHC. Юрий Корсаков показал подходы к поиску темной материи в невидимых распадах бозона Хиггса h125. Кирилл Слижевский рассказал о рождении частиц темной материи в расширенных моделях 2HDM. Илья Жижин представил методы моделирования событий и фона с помощью метода Монте-Карло на LHC. Измерение доли глюонных струй в pp-столкновениях при 13 ТэВ стало темой доклада Дмитрия Будковского. Дмитрий Козлов представил результаты исследования работы катодно-стриповых камер при высоком фоне. В числе молодых ученых из других научных организаций выступил Арам Айрапетян (ННЛА), рассказавший о поиске долгоживущих частиц в CMS. Многочастичные корреляции в pp-взаимодействиях при 13 ТэВ были рассмотрены в докладе Арташеза Чинаряна. По тематике экспериментов на NICA выступил Савелий Омельянчук, рассказвший о графовой нейронной сети с механизмом внимания для кластеризации треков частиц по событиям в эксперименте SPD.

Комментируя итоги, Армен Нерсесян, ведущий научный сотрудник ННЛА и член Ученого совета ОИЯИ, сказал: "Ереванская конференция по физике высоких энергий проводилась второй раз, но нельзя не отметить, как растет ее уровень. Этот факт подтверждается тем, что количество присутсвующих в зале участников не становилось меньше, начиная со второго дня, как это зачастую бывает. Зал конференции был переполнен. Уверен, что конференция продолжит развиваться и будет становиться только лучше".

В рамках социальной программы конференции в один из дней участники CHEP-Yerevan-2025 посетили с экскурсией монастырь Ованаванк и церковь Святого Месропа Маштоца.

Проведение следующей конференции по физике высоких энергий из серии CHEP-Yerevan запланировано на 2027 год.

По информации ЛИТ