Поиск запрещенного распада нейтрального пиона в 3 фотона в эксперименте NA62 (ЦЕРН)

Цель настоящей работы заключается в оценке чувствительности эксперимента NA62 к поиску запрещенного распада $\pi^{0}\rightarrow3\gamma$, который позволяет протестировать принцип C-инвариантности в электромагнитных взаимодействиях. Текущий верхний предел на вероятность данного распада составляет $3.1\times10^{-8}$ с доверительным интервалом $90\%$. В качестве источника $\pi^{0}$ в настоящей работе используется распад $K^{+}\rightarrow\pi^{+}\pi^{0}$. Была разработана идея отбора событий с тремя регистрирующимися продуктами после распада $\pi^{0}$ на установке эксперимента NA62. Детектор эксперимента NA62 и физические процессы в нем моделировались методом Монте-Карло с помощью специализированного пакета Geant4. Оценка чувствительности эксперимента без учета фоновых событий оказалась на один порядок лучше, чем текущее ограничение на запрещенный распад. Были изучены основные фоновые процессы. Главный вклад в фоновые события вносит распад $K^{+}\rightarrow\pi^{+}\pi^{0}, \pi^{0}\rightarrow2\gamma$, когда фотон взаимодействует с экспериментальной установкой до калориметра, происходит образование электрон-позитронной пары, и 2 изолированных электромагнитных ливня в калориметре трактуются как 2 независимых фотона. Для подавления данного фона было реализовано отдельное вето. Была выделена сигнальная область и произведено сравнение Монте-Карло моделирования и экспериментальных данных вне сигнальной области. Получена оценка числа фоновых событий внутри сигнальной области. При строгих критериях отбора наблюдается нехватка Монте-Карло данных. Продолжается изучение фоновых событий с целью их усиленной Монте-Карло генерации.