|
БАК проливает свет на головоломку материя–антиматерия
|
|
|
|
При Большом взрыве материя и антивещество должны были образоваться в равных количествах. Но перенесемся на 13,8 миллиардов лет вперед, к сегодняшнему дню, и Вселенная почти полностью состоит из материи, так что, должно быть, что-то произошло, чтобы создать этот дисбаланс.
|
|
|
|
Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает асимметрию между веществом и антивеществом, известную как нарушение зарядовой четности (CP). Но размер этой асимметрии в стандартной модели недостаточно велик, чтобы объяснить дисбаланс, и асимметрия до сих пор наблюдалась только при определенных распадах частиц, называемых мезонами, которые состоят из кварка и антикварка. Это еще предстоит увидеть в других распадах мезонов и в распадах частиц других типов, таких как трехкварковые частицы, называемые барионами.
|
|
|
|
В двух новых статьях, опубликованных на сервере препринтов arXiv, коллаборация LHCb на Большом адронном коллайдере (БАК) сообщает о наблюдении признаков нарушения CP при распаде барионов и при распаде адронов красоты на частицы чармония, что проливает свет на эти две части головоломки "материя–антивещество".
|
|
|
|
Эксперименты, в том числе на БАКе, ранее проводили поиск нарушений СР в барионах, выявляя различия в том, как барионы вещества и антивещества распадаются на другие частицы. Но пока эти поиски, по сути, ни к чему не привели. Хотя в одном исследовании на LHCb были получены доказательства этого процесса при конкретном распаде нижнего лямбда-бариона, в последующем исследовании, в котором анализировалась большая выборка таких распадов, этих доказательств не прибавилось.
|
|
|
|
|
|
|
В первом новом исследовании команда LHCb проанализировала данные о столкновениях протонов, полученные во время первого и второго запусков БАК, для поиска различных режимов распада нижнего лямбда–бариона, включая его распад на лямбда-барион и два каона.
|
|
|
|
Затем он искал нарушение CP в каждом режиме распада, в основном подсчитывая количество распадов нижнего лямбда-бариона и его партнера из антивещества и вычисляя разницу между ними. Для распада на лямбда-барион и два каона это различие свидетельствовало о нарушении CP со значимостью 3,2 стандартных отклонения.
|
|
|
|
Во втором новом исследовании команда LHCb обратила свое внимание на распад электрически заряженного beauty-мезона на J/psi и заряженный пион. J/psi — это частица чармония - мезон, состоящий из чарм-кварка и чарм-антикварка.
|
|
|
|
Проведя анализ, аналогичный анализу, проведенному в исследовании нижнего лямбда-бариона, а также используя данные первого и второго запусков БАК, исследователи LHCb обнаружили признаки нарушения CP в этом режиме распада заряженного бьюти-мезона, снова со значимостью 3,2 стандартных отклонения. Это открытие свидетельствует о нарушении CP при распаде адронов красоты на частицы чармония.
|
|
|
|
Эти два исследования знаменуют собой важные шаги на пути к установлению того, существует ли нарушение CP при этих типах распадов. Данные, полученные в ходе третьего запуска БАК и запланированной модернизации коллайдера - создания БАК высокой светимости, должны пролить дополнительный свет на эти и другие фрагменты головоломки "материя–антивещество".
|
|
|
|
Источник
|
