Коллаборация LHCb подтверждает отклонение в распаде B-мезонов

+7 926 604 54 63 address
Распад B-мезона, демонстрирующий аномалии
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, чёрные — новые данные. Оранжевым цветом показаны ожидания на основе Стандартной модели. График с сайта lhcb-public.web.cern.ch.

Распады B-мезонов — это единственный, помимо свойств хиггсовского бозона, раздел физики частиц, где Большой адронный коллайдер нашёл 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 (подробнее здесь). Теоретики, разумеется, подозревают, что эти аномалии не случайны, и что отклонения могут быть первым намёком 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 первого сеанса работы БАКа, физики давно уже ждут и обновлённые, 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, проведённый на утроенной статистике, подтверждает имевшееся отклонение. Статистическая значимость остаётся прежней: 3,7σ. Как и во многих подобных ситуациях, это отклонение вызывает у физиков большой интерес, но пока ещё оно недостаточно, чтобы можно было уверенно заявлять об открытии.

В полулептонных распадах мезонов, примером которых является и этот процесс, есть дополнительные сложности. Превращение мезонов друг в друга при распаде одного кварка на другой сопровождается плохо вычисляемыми эффектами сильного взаимодействия. Конечно, физики давно научились их приблизительно оценивать, но они это делают описательным образом, а не посредством железобетонных вычислений. Время от времени возникают примеры распадов, когда это описание даёт 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 своё понимание этого процесса. Если наблюдаемый LHCb сигнал действительно реален, а не является какой-нибудь статистической флуктуацией, то их текущая 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.

.
Комментарии