B中間子はミューオンの代わりに電子に崩壊することを選択しました

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B中間子はミューオンの代わりに電子に崩壊することを選択しました
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Anonim
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大型ハドロン衝突型加速器の第1シーズンと第2シーズンのデータを分析した後、物理学者は、B中間子のミューオン-反ミューオンペアとエレクトロポジトロンペアへの崩壊率の比が0.846であることを発見しました。この事実は違反しています。レプトンフレーバーの普遍性の原理。これによれば、減衰率は同じでなければなりません。結果はRencontresde Moriond会議で発表され、CERNでのセミナーでは、arXiv.orgWebサイトで公開されているプレプリントで発見の詳細を読むことができます。

大型ハドロン衝突型加速器のLHCb衝突は、その名前が示すように、美しいbクォークの振る舞いを研究しています。特に、科学者たちは、共通のチャームクォークとアップクォーク(B +)、ダウンクォーク(B0)、ストレンジクォーク(BS0)、またはチャームクォーク(BC)を持つ4つの粒子からなるB中間子ファミリーを研究しています。 +)。それらの崩壊はすでに新しい物理学を求めて物理学者の注目を集めています-例えば、荷電B +中間子のミュー粒子への崩壊は標準模型に適合しません。

標準模型によれば、異なるフレーバーの荷電レプトン(電子、ミューオン(電子の200倍重い)およびタウレプトン(電子の3500倍重い))を含む崩壊は同じ確率で進行するはずです-この原理は普遍性と呼ばれますレプトンフレーバーの。通常、この原理は、減衰確率間の比率を測定することによって確認されます。その値は、機器の誤差を補正して、1とはわずかに異なります。

今回は、物理学者のグループが2017年と2018年のデータを処理しました。これにより、大型ハドロン衝突型加速器の運用のシーズンと半分が追加されました。彼らは、K中間子の形成に伴うB中間子崩壊の領域を探していました。ミューオン-反ミューオンペア、およびK中間子と電子-陽電子ペアの形成に伴う崩壊。これらの崩壊は非常にまれです-B +中間子の200万回の崩壊ごとに1回の崩壊だけです。

検出器の欠陥によるバイアスを減らすために、共同研究の物理学者はダブルレシオ法を使用しました。現在、科学者たちは、K中間子RKあたりの崩壊の比率を、j-psi中間子の電子-陽電子対ミューオン-反ミューオン対への崩壊を伴う崩壊の比率に正規化しています。後者は確かに1に近い(約0.981±0.022)が、検出器からの同じ誤差があります。

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B中間子の対応する粒子への崩壊に関する実験データ:(左上)K中間子と電子への崩壊、およびj-psi中間子の中間形成(右上)K中間子とミュー粒子への(右上)左下)j-psi中間子の中間形成を伴うK中間子と電子へ、(右下)j-psi中間子の中間形成を伴うK中間子とミューオンへ

科学者たちは、1、1から6GeV2の範囲のレプトンのペアの不変質量のギャップを分析しました。物理学者は、最尤法を使用してRK値を0.846 + 0.044-0.041と推定しました。この数は、3.1シグマの統計的有意水準の数とは異なります。ただし、原則違反の観察について正確に話すためには、5シグマの有意水準に到達する必要があります。これまでのところ、これはRKの最も正確な測定値であり、偏差の重要性が最大であり、偏差の「証拠」について話すことができます。著者らは、この逸脱の理由の1つを示唆しています。崩壊過程で、仮想のレプトクォークが現れる可能性があります。これは、標準模型のボソンとは異なり、さまざまな方法でレプトンと相互作用する可能性があります。

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緑、青、灰色-Rkの以前の改良、黒-ミューオン崩壊と電子崩壊の比率の新しい値

ミューオンを含むK中間子と電子を含むK中間子への崩壊率の比率の新しい改良は、以前の精度の低い値と一致しますが、信頼区間を3シグマに制限しました。将来的には、物理​​学者はLHCの新しいシーズンのために精度の価値を高めることを計画していますが、近い将来、コラボレーションは素敵な粒子の崩壊からの他の発見を共有するでしょう。

エディターから

ノートの発行後、結果の統計的有意性に関連するテキストの不幸な表現を修正しました。

標準模型の違反はますます頻繁に現れますが、科学者は理論的に予測された粒子も見つけています。ちょうど先週、物理学者は新しい仮想無色粒子-オデロンの発見を発表しました。それは奇数のグルーオンで構成されており、量子色力学の理論の枠組みの中で予測されました。

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