LHCb в CERN получил первое свидетельство распада Bd в два мюона: 3,2 сигма, ниже порога открытия

Международная коллаборация LHCb на Большом адронном коллайдере (LHC) в CERN сообщила о первом свидетельстве самого редкого из наблюдавшихся на LHC распадов «красивой» частицы после 42 лет поисков, говорится на news.liverpool.ac.uk liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗. Распад, известный как Bd в mu mu, превращает «красивую» частицу в два мюона, более тяжёлых родственника электрона liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗.

Стандартная модель предсказывает этот процесс лишь примерно для одной из десяти миллиардов «красивых» частиц liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗. Статистическая значимость результата составляет 3,2 сигма. Этого достаточно для первого свидетельства, но ниже порога в пять сигма, необходимого для заявления об открытии в физике частиц liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗.

«Красивые» кварки рождаются при столкновениях на LHC в огромных количествах, но живут лишь долю секунды до распада. LHCb изучает короткоживущие частицы, которые их содержат liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗.

Измерения и цифры

По пересказу scinexx, новая выборка данных 2024 и 2025 годов сама по себе даёт 3,0 сигма, а вместе с более ранними измерениями значимость растёт до 3,2 сигма. Пока результаты доступны как препринт и не прошли рецензирование.

По всем периодам набора данных распад B0 происходит около 1,14 раза на десять миллиардов мезонов B0. Стандартная модель предсказывает около 1,03 на десять миллиардов. С учётом ещё заметной неопределённости эти значения хорошо согласуются.

Анализ также дал наиболее точные на сегодня измерения другого редкого распада, Bs в mu mu, впервые наблюдавшегося в LHCb в 2015 году liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗. Совместная оценка даёт частоту около 3,25 на миллиард и эффективное время жизни 1,60 триллионных долей секунды для этого канала распада.

Детектор, обеспечивший результат

Модернизированный LHCb включает вершинный детектор VELO — кремниевый пиксельный детектор, собранный исследователями Ливерпульского университета liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗. Он расположен в пяти миллиметрах от пучков LHC и образует первый слой системы трекинга. С его помощью восстанавливают траектории частиц и определяют, где распадаются короткоживущие частицы liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗.

С 2024 года, когда модернизированный детектор начал набор данных, эксперимент записывает столкновения с частотой до пяти раз выше прежней liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗. Тара Ширс из Ливерпульского университета, представитель LHCb-UK, заявила, что возможность увидеть столь редкий распад говорит о мастерстве сотрудников, построивших VELO liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗.

Новые измерения согласуются с предсказаниями Стандартной модели. Изучение таких редких процессов со всё большей точностью может помочь физикам обнаружить признаки неизвестных частиц или сил, в том числе в «Зептовселенной» — на расстояниях порядка миллиардной доли триллионной доли метра liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.uknews.liverpool.ac.ukОткрыть источник ↗.