European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Search for New Physics in Electroweak Penguin Transitions at LHCb

Article Category

Article available in the following languages:

Rzadkie rozpady zaobserwowane w LHC

Teorie wykraczające poza model standardowy pozwalają na przewidzenie nowych zjawisk, intensywnie poszukiwanych na podstawie danych pochodzących z eksperymentów przeprowadzonych w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC). Poszukiwania takie bywają bardzo trudne, jednak ich efektem jest pierwsza obserwacja rozpadu Bs -> mu+ mu-.

Technologie przemysłowe icon Technologie przemysłowe

Rozpad neutralnego mezonu Bs na dwa miony jest zabroniony na poziomie elementarnym. Uzyskanie takiego rozpadu jest mimo to możliwe poprzez przemiany wyższego rzędu. Współczynnik rozgałęzienia dla rozpadu Bs -> mu+ mu- jest jednak bardzo mały w porównaniu z innymi przekształceniami. Pierwsze dowody na rozpad Bs -> mu+ mu- znaleziono w danych z eksperymentów prowadzonych w detektorze LHCb (LHC Beauty). Podobne wyniki uzyskano na danych pochodzących z detektora CMS (Compact Muon Solenoid). Żadne z tych rezultatów nie są wystarczające, by samodzielnie potwierdzić pierwszą definitywną obserwację rozpadu Bs na dwa miony. Oba zbiory danych zostały przeanalizowane przez zespół naukowców pracujących w ramach projektu PENGUIN (Search for new physics in electroweak penguin transitions at LHCb), realizowanego pod auspicjami programu Marie Curie. Celem prac było wykorzystanie możliwości statystycznych połączonych obu zbiorów danych i uwzględnienie korelacji między nimi. W 1977 r., pisząc artykuł na temat teorii wielkiej unifikacji, przewidujących masę kwarku b, zanim został on zaobserwowany, Mary K. Gaillard, Mike Chanowitz i John Ellis nazwali diagramy Feynmana "diagramami pingwinimi". Określenie to wzięło się z tego, że słynne diagramy, przedstawiające także między innymi rozpad Bs -> mu+ mu-, przypominają kształtem pingwina. Naukowcy z CMS i LHCb przeprowadzili wspólnie analizę zebranych w latach 2011 i 2012 danych dotyczących zderzeń protonów przy energii w układzie środka masy wynoszącej 7 i 8 teraelektronowoltów. Uczeni zgromadzili dowody na rozpad Bs -> mu+ mu- o poziomie istotności wynoszącym trzy odchylenia standardowe. Oba zbiory danych połączono, dopasowując wspólną wartość dla każdego współczynnika rozgałęzienia do danych pochodzących z obu eksperymentów. Współczynniki rozgałęzienia określono na podstawie zaobserwowanych liczb mezonów Bs, rozpadających się na dwa miony, oraz łącznej sumy wytworzonych mezonów Bs. Połączenie danych z CMS i LHCb pozwoliło na wykorzystanie większego zbioru danych i zwiększenie precyzji, a jednocześnie na uwzględnienie korelacji. W ten sposób uczeni jednoznacznie potwierdzili istnienie rozpadu Bs -> mu+ mu- i uzyskali najlepsze dotychczas pomiary współczynników rozgałęzienia. Informacje o tych ważnych badaniach zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.

Słowa kluczowe

Rzadkie rozpady, LHC, model standardowy, mezon Bs, miony, LHCb, PENGUIN

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania