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 (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.
Parole chiave
Decadimenti rari, nuova fisica, correnti neutrali con variazione di sapore, modello standard, NP IN FCNCS AT LHCB
