Description du projet
Un nouveau test du Modèle standard pourrait remettre en question l’universalité du lepton
Le Modèle standard de la physique des particules développé dans les années 1970 est tout sauf «standard». Il décrit de quoi est fait tout ce qui se trouve dans notre univers et ce qui le maintient en un tout, c’est-à-dire les particules de matière élémentaire et les particules de force qui régissent leurs interactions. Bien qu’il s’agisse de notre description la plus complète, le Modèle présente encore des lacunes et doit être continuellement mis à jour à mesure que de nouvelles informations émergent. Les particules de matière sont constituées de six quarks et de six leptons. Des expériences récentes remettent en cause ce que l’on croyait jusqu’ici, c’est-à-dire que tous les leptons ont les mêmes liaisons aux forces, ce que l’on appelle «l’universalité des leptons». Le projet TOFU, financé par l’UE, développe un protocole pour l’expérience Large Hadron Collider beauty, qui utilise la désintégration des particules par des éléments plus faciles à distinguer avec certitude. Si ces expériences confirment les précédentes, le Modèle standard bénéficiera bientôt d’une nouvelle mise à jour.
Objectif
Our understanding of all known particles and their interactions is successfully described in the Standard Model (SM). It is, however, known to be incomplete since it does not explain e.g. dark matter, or the matter-antimatter asymmetry in the universe. Recently, several experiments found hints of physics beyond the SM, which must be further investigated.
A key assumption of the SM is that leptons (electrons and their heavier siblings, muons and taus) have the exact same couplings to forces, called lepton universality. When testing this assumption using decays of so-called B mesons, three independent experiments found increased values for their decay rate to a D meson and tau lepton, compared to a D meson and a muon. This could be explained by the existence of new particles, such as leptoquarks, which couple more strongly to leptons with a higher mass.
This proposal concerns a similar measurement using strange B mesons (Bs), which decay into strange D mesons (Ds). The D mesons that were measured before are extremely difficult to distinguish from their so-called resonance states, which are excitations of the D meson. Misidentifying these could wrongly increase the rate of tau decays of all three experiments. Ds mesons, on the other hand, have a different structure of resonances, and fewer exist that can mimic the signal. Additionally, these can be constrained using their well-defined kinematics. As such, an observation of non-universality in the Bs meson decays would provide conclusive evidence for the existence of physics beyond the SM.
In 2021, the LHCb experiment will recommence data-taking with a completely new detector and reconstruction software. Dr. Klaver plays a key role in studying the impact of misaligned or misplaced detectors and detector defects of the upgrade detector. This proposal describes how a validation framework is to be set up to aid the commissioning of the new experiment. This secures future tests of lepton universality with high precision.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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