Коллаборация LHCb подтверждает отклонение в распаде B-мезонов

Величина P5\&\#39\; в зависимости от инвариантной массы мюонной пары

Величина P5' в зависимости от инвариантной массы мюонной пары, которая описывает одну из структур в угловом распределении разлетающихся частиц в распаде B0 → K*μ+μ. Синие кружки — данные 2013 года, черные — новые данные. Оранжевым цветом показаны ожидания на основе Стандартной модели. График с сайта lhcb-public.web.cern.ch

Загадки LHC. Распад b-кварка на s-кварк и мюоны

Распады B-мезонов — это единственный раздел физики частиц, помимо свойств хиггсовского бозона, где Большой адронный коллайдер нашел сразу несколько любопытных отличий от предсказаний Стандартной модели. Это сверхредкий распад B → μ+μ, неожиданное отклонение от лептонной универсальности в распаде заряженного B-мезона и, наконец, странности в угловом распределении распада B0 → K*μ+μ, про который мы писали в 2013 году. Теоретики, разумеется, подозревают, что это неспроста и что отклонения могут быть первым намеком на проявление Новой физики. Более того, последние два отклонения вполне согласуются друг с другом в рамках некоторых теорий за пределами Стандартной модели.

Поскольку сейчас экспериментальные группы постепенно подводят итоги сеанса LHC Run 1, физики давно уже ждут и обновленные, по сравнению с 2013 годом, результаты распада B0 → K*μ+μ. На прошедшей в марте конференции Moriond-2015 коллаборация LHCb наконец-то обнародовала эту информацию. Подробности исследования можно найти в предварительной статье коллектива; а популярный рассказ — в кратком сообщении на сайте ЦЕРНа и в заметке в журнале Quanta.

Новый анализ, проведенный на утроенной статистике, подтверждает имевшееся отклонение. Статистическая значимость остается прежней: 3,7σ. Как и во многих подобных ситуациях, это отклонение вызывает у физиков большой интерес, но пока еще оно слишком мало, чтобы можно было уверенно заявлять об открытии.

В случае полулептонных распадов мезонов, примером которых является и этот процесс, есть и дополнительные сложности. Превращение мезонов друг в друга при распаде одного кварка на другой сопровождается плохо вычисляемыми эффектами сильного взаимодействия. Конечно, физики давно научились их худо-бедно оценивать, но они это делают описательным образом, а не из железобетонных вычислений. Время от времени возникают примеры распадов, когда это описание дает сбой в какой-то величине, и тогда его приходится подстраивать.

В случае распада B0 → K*μ+μ тоже вначале были подозрения, что отклонение можно списать на какой-нибудь адронный эффект. Однако с 2013 года теоретики совместными усилиями укрепили свое понимание этого процесса. Если наблюдаемый LHCb сигнал действительно реален, а не является какой-нибудь статистической флуктуацией, то текущая их интерпретация такова: либо это Новая физика, либо какой-то ненормально сильный адронный эффект, который тогда уже сам по себе потребует объяснения. Подробности этого анализа можно прочитать в недавней статье Implications of bs measurements, а также в блоге одного из теоретиков, занимающихся этой проблемой.

Так или иначе, к этому вопросу будет приковано повышенное внимание в ближайшие несколько лет.


0
Написать комментарий



    Элементы

    © 2005-2017 «Элементы»