Prospettive per decadimenti rari presso l’LHC
La grande quantità di coppie quark-antiquark bottom registrata negli esperimenti dell’LHC ha aperto la porta agli scienziati finanziati dall’UE per lo studio di nuovi modelli di fisica attraverso correnti neutrali con variazione di sapore (flavour-changing neutral currents, FCNC). In passato, i processi di generazione delle FCNC (come la miscelazione particella-antiparticella e i decadimenti rari dei mesoni) avevano giocato un ruolo importante nella costruzione del modello standard. Nel modello standard, le FCNC sono regolate dal meccanismo di Glashow-Iliopoulos-Maiani, che assicura la loro soppressione naturale, come osservato a livello sperimentale. Il progetto NP IN FCNCS AT LHCB(si apre in una nuova finestra) (Exploring new phenomena through flavour changing neutral currents with LHCb) si è focalizzato sulla loro sensibilità ai contributi dalla fisica che superano questo modello. In particolare, tale progetto si è focalizzato sulle transizioni semi-leptoniche di un quark bottom in un quark strange e due muoni, il tutto ben accessibile attraverso esperimenti dell’LHC. Gli scienziati hanno determinato un nuovo insieme di osservabili angolari nei decadimenti rari dei mesoni B neutri, utilizzando dati sperimentali registrati nelle collisioni protone-protone durante la prima esecuzione dell’acceleratore LHC. I risultati hanno guadagnato considerevole attenzione nella comunità fisica, poiché un osservabile angolare ha deviato dalla sua previsione del modello standard. Tale deviazione è stata calcolata pari a 3,4 deviazioni standard a livello globale. In maniera importante, la determinazione simultanea di questi osservabili ha permesso di effettuare correlazioni tra le grandezze misurate da inserire nel calcolo. Gli scienziati hanno usato i risultati sia in termini globali sia nei modelli teorici. Ciò si è rivelato fondamentale per comprendere se il modello standard è sufficiente a spiegare le discrepanze. Inoltre, sono state individuate delle estensioni necessarie per la teoria che finora ha spiegato con successo quasi tutti i risultati sperimentali e ha predetto in modo preciso un’ampia varietà di fenomeni fisici. Prima del termine relativo al progetto NP IN FCNCS AT LHCB, è stata effettuata l’analisi angolare del rarissimo decadimento del mesone B strange (una particella composta costituita da un antiquark bottom e un quark strange) in due muoni. Le nuove scoperte con questi decadimenti rari, le quali forniscono suggerimenti di nuova fisica, sono state pubblicate su riviste specializzate ad alto impatto.