vestifmИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physics and Mathematics Series1561-24302524-2415The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestifm-280Research ArticleФИЗИКАPHYSICSПОИСК И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЭФФЕКТОВ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ РОЖДЕНИЯ ПАР ЛЕПТОНОВ НА БОЛЬШОМ АДРОННОМ КОЛЛАЙДЕРЕ LHCSEARCH AND IDENTIFICATION OF EFFECTS OF EXTRA SPATIAL DIMENSIONS IN LEPTON PAIR PRODUCTION AT LHCПанковА. А.PankovA. A.

Филиал Международного центра теоретической физики им. А. Салама

доктор физико- математических наук, профессор, главный научный сотрудник

пр. Октября, 48, 246746, г. Гомель

Лаборатория ядерных проблем им. В. П. Джелепова

Abdus Salam ICTP Affiliated Centre

D. Sc. (Physics and Mathematics), Professor, Chief Scientist

48, October Ave., 246746, Gomel

Laboratory of Nuclear Problems

pankov@ictp.itСеренковаИ. А.SerenkovaI. A.

Филиал Международного центра теоретической физики им. А. Салама

кандидат физико- математических наук, ведущий научный сотрудник

пр. Октября, 48, 246746, г. Гомель

Abdus Salam ICTP Affiliated Centre

Ph. D. (Physics and Mathematics), Leading Researcher

48, October Ave., 246746, Gomel

Inna.Serenkova@cern.chЦитриновА. В.TsytrinovA. V.

Филиал Международного центра теоретической физики им. А. Салама

кандидат физико- математических наук, доцент

кафедра информационных технологий 

пр. Октября, 48, 246746, г. Гомель

Abdus Salam ICTP Affiliated Centre

Ph. D. (Physics and Mathematics), Associate Professor

48, October Ave., 246746, Gomel

tsytrin@rambler.ruБедняковВ. А.BednyakovV. A.

Лаборатория ядерных проблем им. В. П. Джелепова

доктор физико- математических наук, профессор, директор

ул. Жолио-Кюри, 6, 141980, г. Дубна, Московская обл.

Laboratory of Nuclear Problems

D. Sc. (Physics and Mathematics), Professor, Director

6, Joliot-Curie Str., 141980, Dubna, Moscow Region

bedny@jinr.ruГомельский государственный технический университет им. П. О. Сухого; Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета; ОИЯИSukhoi State Technical University of Gomel; Institute for Nuclear Problems of the Belarusian State University; JINRГомельский государственный технический университет им. П. О. СухогоSukhoi State Technical University of GomelОИЯИJINR201723012018044450Copyright © Панков А.А., Серенкова И.А., Цитринов А.В., Бедняков В.А., 20182018Панков А.А., Серенкова И.А., Цитринов А.В., Бедняков В.А.Pankov A.A., Serenkova I.A., Tsytrinov A.V., Bednyakov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestifm.belnauka.by/jour/article/view/280

Н. Аркани-Хамед, С. Димопулос и Г. Двали предложили модель (ADD) низкоразмерной квантовой гравитации с большими пространственными измерениями. В этой модели обмен гравитонных башен Калуцы – Клейна может усилить величину сечения рождения лептонных пар при больших инвариантных массах дилептонов в протон-протонных столкновениях на коллайдере LHC. Принимая во внимание настоящий и будущий энергетические режимы коллайдера LHC, мы вновь проанализировали потенциальные возможности LHC по обнаружению эффектов больших дополнительных измерений, а также по разделению различных теоретических моделей. В частности, в последнем случае мы исследуем возможности LHC по разделению эффектов обмена гравитонными башнями Калуцы – Клейна со спином 2 и эффектов «новой» физики другой природы, которые могут быть удобно параметризованы четырехфермионными контактными взаимодействиями. Для LHC с планируемой энергией в 14 ТэВ и светимостью 100 фб–1 мы определили граничные значения на параметр обрезания MS,, для которого LHC сможет обнаруживать (и идентифицировать) эффекты обмена гравитонными башнями, а именно: MS = 6,2 ТэВ (4,8 ТэВ) для d = 6 и MS = 8,8 ТэВ (6,8 ТэВ) для d = 3. 

N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulous, and G. Dvali have proposed a model (ADD) of low-scale quantum gravity featuring large extra dimensions. In this model, the exchange of Kaluza – Klein towers of gravitons can enhance a production rate of lepton pairs at high invariant mass in proton-proton collisions at LHC. By considering the present and future LHC energy regimes, we have again analyzed the LHC potential to discover the effects of large extra dimensions and to discriminate between various theoretical models. Specifically, in the latter case we explore the LHC capability to distinguish spin-2 Kaluza – Klein towers of gravitons exchange from other new physics effects which might be conveniently parametrized by the four-fermion contact interactions. We find that LHC with planned energy of 14 TeV and luminosity of 100 fb–1 will be capable of discovering (and identifying) graviton exchange effects in the large extra dimensions with the cutoff parameter of the order MS = 6.2 TeV (4.8 TeV) for d = 6 and MS = 8.8 TeV (6.8 TeV) for d = 3. 

модели Калуцы – Клейнабольшие дополнительные измерениячетырехфермионные контактные взаимодействияБольшой адронный коллайдерKaluza – Klein modelslarge extra dimensionsfour-fermion contact interactionsLarge Hadron ColliderThis research has been partially supported by the Abdus Salam ICTP (TRIL Programme) and the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research.ReferencesRiemann B., Weyl H. Über die Hypothesen, welche der Geometrie zu Grunde liegen. Springer, Berlin, Heidelberg, 1919, 50 p. (in German). Doi: 10.1007/978-3-662-42316-5Riemann B., Weyl H. Über die Hypothesen, welche der Geometrie zu Grunde liegen. Springer, Berlin, Heidelberg, 1919, 50 p. (in German). Doi: 10.1007/978-3-662-42316-5Arkani-Hamed N., Dimopoulos S., Dvali G. The hierarchy problem and new dimensions at a millimeter. Physics Letters B, 1998, vol. 429, no. 3-4, pp. 263–272. Doi: 10.1016/s0370-2693(98)00466-3Arkani-Hamed N., Dimopoulos S., Dvali G. The hierarchy problem and new dimensions at a millimeter. Physics Letters B, 1998, vol. 429, no. 3-4, pp. 263–272. Doi: 10.1016/s0370-2693(98)00466-3Cullen S., Perelstein M. SN1987A Constraints on Large Compact Dimensions. Physical Review Letters, 1999, vol. 83, no. 2, pp. 268–271. Doi: 10.1103/physrevlett.83.268;Cullen S., Perelstein M. SN1987A Constraints on Large Compact Dimensions. Physical Review Letters, 1999, vol. 83, no. 2, pp. 268–271. Doi: 10.1103/physrevlett.83.268;Hall J., Smith D. Cosmological constraints on theories with large extra dimensions. Physical Review D, 1999, vol. 60, no. 8, p. 085008. Doi: 10.1103/physrevd.60.085008Hall J., Smith D. Cosmological constraints on theories with large extra dimensions. Physical Review D, 1999, vol. 60, no. 8, p. 085008. Doi: 10.1103/physrevd.60.085008Hewett J. L. Indirect Collider Signals for Extra Dimensions. Physical Review Letters, 1999, vol. 82, no. 24, pp. 4765– 4768. Doi: 10.1103/physrevlett.82.4765Hewett J. L. Indirect Collider Signals for Extra Dimensions. Physical Review Letters, 1999, vol. 82, no. 24, pp. 4765– 4768. Doi: 10.1103/physrevlett.82.4765Giudice G. F., Rattazzi R., Wells J. D. Quantum gravity and extra dimensions at high-energy colliders. Nuclear Physics B, 1999, vol. 544, no. 1-2, pp. 3–38. Doi: 10.1016/s0550-3213(99)00044-9Giudice G. F., Rattazzi R., Wells J. D. Quantum gravity and extra dimensions at high-energy colliders. Nuclear Physics B, 1999, vol. 544, no. 1-2, pp. 3–38. Doi: 10.1016/s0550-3213(99)00044-9Osland P., Pankov A. A., Paver N. Discriminating graviton exchange effects from other new physics scenarios in e+ e– collisions. Physical Review D, 2003, vol. 68, no. 1, p. 015007. Doi: 10.1103/physrevd.68.015007Osland P., Pankov A. A., Paver N. Discriminating graviton exchange effects from other new physics scenarios in e+ e– collisions. Physical Review D, 2003, vol. 68, no. 1, p. 015007. Doi: 10.1103/physrevd.68.015007

The authors declare that there are no conflicts of interest present.