Загадки Большого адронного коллайдера: октябрь 2015

Внимание, это архивная версия «загадок» LHC по состоянию на октябрь 2015 года.
Актуальную версию см. здесь: Загадки Большого адронного коллайдера.

Главная задача Большого адронного коллайдера — достоверно обнаружить хоть какие-нибудь отклонения от Стандартной модели (СМ). Коллайдер уже выполнил сотни проверок, и в некоторых из них данные действительно расходятся с предсказаниями СМ. Являются ли они первыми ласточками Новой физики, или же это всего лишь статистические флуктуации — пока неясно и потребует внимательного изучения.

Загадки Большого адронного коллайдера (октябрь 2015)
См. также масштабируемое изображение в формате SVG.

Ниже приведена сводка наиболее сильных отклонений. Подробную информацию по каждой «аномалии» можно найти на специальных страничках, которые будут обновляться по мере появления новых данных.


Электрон-позитронная пара при 2,9 ТэВ

В 2015 году было зарегистрировано событие рождения e+e-пары с аномально большой инвариантной массой: 2,9 ТэВ. По расчетам СМ, вероятность такого события составляет всего 0,2%. Что это — случайность или первый намек на новую сверхтяжелую частицу — пока неясно.

Подробнее: Событие при 2,9 ТэВ.

Всплеск при 2 ТэВ

ATLAS и CMS искали события, в которых рождались и с большой энергией разлетались в стороны две тяжелые частицы: W и Z-бозоны (ATLAS) и W и бозон Хиггса (CMS). Обнаружено аномальное превышение числа событий с инвариантной массой 2 ТэВ. Оно имеет форму пика и напоминает рождение и распад неизвестной сверхтяжелой частицы с массой около 2 ТэВ.
Статистическая значимость: 2,5σ.

Подробнее: ATLAS: WZ-пик при 2 ТэВ. CMS: WH-пик при 1,8 ТэВ.

eejj-отклонение

CMS искал события, в которых рождались и с большой энергией разлетались многочисленные адроны и электрон-позитронная пара. В области инвариантных масс около 2 ТэВ обнаружено аномально много событий. Картина напоминает рождение и распад новых тяжелых частиц.
Статистическая значимость: 2,8σ.

Подробнее: eejj-отклонение.

Лептоны одного знака

ATLAS искал события такого типа: пары электронов или мюонов одинакового заряда, адроны, плюс дисбаланс в поперечном импульсе. Таких событий было зарегистрировано в три раза больше, чем ожидалось, что может оказаться намеком на усиленное рождение топ-кварков.
Статистическая значимость: 2,5σ.

Подробнее: Лептоны одного знака на ATLAS.

Поиски суперсимметрии

Один из многочисленных поисков следов суперсимметричных частиц выявил любопытное отклонение от фона как на ATLAS, так и на CMS. Оба отклонения примерно соответствует тому, что ожидается от суперсимметричных теорий, но, к сожалению, результаты ATLAS и CMS не согласуются друг с другом.
Статистическая значимость:  (ATLAS) и 2,6σ (CMS).

Подробнее: Поиск суперсимметрии на ATLAS. Поиск суперсимметрии на CMS.

Распад H→μτ

CMS увидел распад бозона Хиггса с нарушением лептонного числа. Такой распад невозможен в Стандартной модели, но может возникнуть при наличии других хиггсовских бозонов.
Статистическая значимость: 2,6σ.

Подробнее: Распад бозона Хиггса на мюон и тау.

Комбинация топ-антитоп-хиггс

CMS заметил, что один из вариантов рождения хиггсовского бозона идет в три раза чаще, чем предсказывает СМ. Впрочем, коллайдер только-только начал чувствовать этот канал рождения, и погрешности остаются большими.
Статистическая значимость: 2,3σ.

Подробнее: Рождение комбинации ttH.

Распад b-кварка на s-кварк и мюоны

LHCb видит аномалии в двух распадах прелестных B-мезонов, вызванных превращением b-кварка в s-кварк и мюонную пару. Отклонения от теоретических предсказаний были впервые замечены в 2013 году и выдержали проверку временем.
Статистическая значимость: 3,5σ в распаде \(B_s \to \phi\mu\mu\) и 2,9σ в распаде \(B \to K^*\mu\mu\).

Подробнее: Распад b→sμμ.

Сверхредкий распад B-мезона

Детектор LHCb видит первые намеки на сверхредкий распад B→μ+μ, хотя, если верить Стандартной модели, он его чувствовать пока не должен. Извлеченная из данных Run 1 вероятность этого распада почти в 4 раза превышает предсказания СМ; правда, погрешности пока очень велики.
Статистическая значимость: 2,2σ.

Подробнее: Распад B→μμ.

Проблемы с лептонной универсальностью — 1

Важнейшее свойство слабого взаимодействия, лептонная универсальность, требует, чтобы распады B+-мезона на K+ и мюонную либо электрон-позитронную пару шли практически с одинаковой вероятностью. Однако LHCb видит почти на четверь меньше мюонных событий, чем электронных, что не согласуется со СМ.
Статистическая значимость: 2,6σ.

Подробнее: Нарушение лептонной универсальности в распаде B+→K+ll.

Проблемы с лептонной универсальностью — 2

Совершенно стандартный распад B-мезона на D-мезон и лептоны, от которого не ожидали подвоха, продемонстрировал сильное расхождение между данными и предсказаниями СМ. Этот распад отдает куда большее предпочтение тау-лептонам, чем следовало бы по СМ. Раньше это отклонение видели два эксперимента Belle и BaBar, а сейчас их результат подтвердил LHCb.
Статистическая значимость:  (LHCb + BaBar + Belle).

Подробнее: Нарушение лептонной универсальности в распаде B→Dlν.


0
Написать комментарий

    Элементы

    © 2005-2017 «Элементы»