|
Отклонения от предсказаний Стандартной модели
|
|
|
|
Изучение редких процессов — неотъемлемая часть физики элементарных частиц, позволяющая проводить строгие проверки Стандартной модели. На недавней Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP) коллаборации CMS и LHCb представили результаты своего последнего исследования одного из таких процессов: превращения прелестного кварка в странный кварк, мюон и антимюон с противоположным зарядом (b-su+u-).
|
|
|
|
Флаворные переходы — когда один тип кварка превращается в другой — могут происходить только в результате слабого взаимодействия, одного из четырёх фундаментальных взаимодействий. Квантовая физика описывает, как другие частицы, не участвующие непосредственно в конкретном переходе, могут влиять на его протекание. Если какой-то процесс происходит не так, как предсказывается с учётом влияния известных нам частиц, составляющих Стандартную модель, это может указывать на существование ещё не открытых частиц и взаимодействий.
|
|
|
|
Некоторые из этих переходов крайне редки, что делает их очень чувствительными к любому потенциальному влиянию частиц, которые могут существовать за пределами Стандартной модели. Переход (b-su+u-) — один из таких процессов, который происходит примерно один раз на каждые 10 миллионов распадов частиц, содержащих прелестные кварки, так называемых прелестных частиц. За последнее десятилетие появились признаки того, что этот переход может произойти не так, как ожидалось.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы изучить переход (b-su+u-), коллаборации CMS и LHCb проанализировали распады частиц с цветовым зарядом b на частицы, содержащие странные кварки, а также мюоны и антимюоны. Изучив шесть типов таких распадов, коллаборация CMS измерила отдельные скорости их протекания, описываемые коэффициентами ветвления.
|
|
|
|
Это первый одновременный анализ всех шести типов распадов, что позволяет единообразно учитывать связанные фоновые сигналы и источники неопределённости в данных. Разница между предсказанными и измеренными коэффициентами ветвления для каждого типа распада была небольшой, но оставалась неизменной для всех шести типов.
|
|
|
|
Кроме того, коллаборация CMS собрала гораздо больший объём данных об этих распадах, чем использовался в предыдущих анализах, — данные были получены в ходе третьего, самого последнего запуска Большого адронного коллайдера. Во время этого запуска был задействован новый триггер, который позволил измерить коэффициенты ветвления для этих шести распадов с беспрецедентной статистической погрешностью.
|
|
Углы распада указывают на расхождение
|
|
|
|
Тем временем, используя данные первого и второго запусков Большого адронного коллайдера, коллаборация LHCb проанализировала один из шести типов распада: переход нейтрального прелестного мезона, содержащего антипрелестный кварк, в возбужденный каон, содержащий странный кварк (B0-Ku+u-). Для этого типа распада коллаборация измерила параметр P5, который описывает углы, под которыми разлетаются частицы, образовавшиеся в результате распада, после их высвобождения.
|
|
|
|
Результаты измерений LHCb, полученные с помощью нового независимого от конкретной модели анализа распада, показали небольшое расхождение с предсказаниями Стандартной модели. Независимость от конкретной модели означает, что при анализе не делалось никаких теоретических предположений о том, что может происходить внутри распадающейся частицы. Теперь коллаборация планирует включить данные третьего запуска в этот анализ, а также в анализ других процессов (b-su+u-).
|
|
|
|
Несмотря на то, что результаты далеки от окончательных, признаки возможного расхождения с предсказаниями Стандартной модели являются веским основанием для дальнейшего изучения процесса (b-su+u-). По мере того как исследователи будут проводить все более детальные измерения редких процессов, намеки на то, что лежит за пределами Стандартной модели, однажды могут стать более очевидными.
|
|
|
|
Источник
|
