На днях участники международной коллаборации LHCb опубликовали препринт статьи, в которой ученые заявляют о том, что получено статистическое подтверждение нарушения одного из ключевых свойств распада b-кварка.
В Стандартной модели – современной теории описывающей взаимодействия элементарных частиц – полагается, что взаимодействия с участием любого из трех известных лептонов (электрона, мюона или тау-лептона) происходят одинаково. Это свойство формулируется как лептонная универсальность Стандартной модели (СМ).
Указание на нарушение лептонной универсальности ранее уже было обнаружено в эксперименте LHCb при измерении вероятностей распадов В мезонов B→ K* μ+μ- и B→ K* e+e-, однако статистическая значимость наблюдавшегося отличия от теоретических расчетов была недостаточно велика для того, чтобы считать это расхождение надежно установленным.
Другим процессом дающим возможность проверки лептонной универсальности является распад B → D* l nu (l=e, mu,tau). В рамках СМ отношение вероятностей распадов Br(B → D* τ ν) / Br(B → D* μ ν) определяется только кинематикой процесса с учетом различия масс τ и μ лептонов. Однако проявление эффектов так называемой Новой физики (процессов не описываемых Стандартной моделью) могут привести к существенному различию вероятностей этих распадов. Например, заряженные Хиггс бозоны, могут давать больший вклад в распад B → D* τ ν, чем в распады с лёгкими лептонами.
Первые измерения отношения Br(B → D* τ ν)/Br(B → D* μ ν) были выполнены в экспериментах BaBar и Belle. Оба эксперимента получили значения несколько превышающие вычисленное в рамках СМ, однако и в этом случае статистическая надежность наблюдаемого отличия недостаточно велика.
©LHCb collaboration
Новое измерение LHCb также превышает ожидаемое в СМ и согласуется со значениями, полученными ранее в экспериментах BaBar и Belle. Объединение всех измерений даёт результат, отличающийся от предсказания СМ на четыре стандартных отклонения, то есть шансы на то, что наблюдаемый эффект является статистической флуктуацией, не превышают один на 10000. В совокупности с ранее упомянутыми результатами по изучению процессов B→K* l+l- есть основания надеяться, что наблюдаемое отклонение от СМ действительно является проявлением новых физических процессов. Тем не менее, этого еще не достаточно для объявления статистически значимого обнаружения эффектов Новой физики и требуется продолжение исследований в этом направлении.
Алексей Гармаш, заведующий лабораторией изучения свойств b- и c- кваврков в e+e- аннигиляции, участник эксперимента Belle.
.jpg "Ученый НГУ наблюдал полное солнечное затмение в штате Индиана")