Лаборатория физики тяжелых кварков в адронных взаимодействиях

Сотрудники лаборатории физики тяжелых кварков в адронных взаимодействиях участвуют в эксперименте LHCb на коллайдере LHC в ЦЕРН. Программа исследований нацелена на наблюдение эффектов Новой Физики, находящихся за пределами Стандартной Модели электрослабых взаимодействий. Одной из задач в рамках этого общего проекта является измерение параметров CP-нарушения в распадах B-мезонов.

CP-нарушение отвечает за асимметрию материи и антиматерии во Вселенной. В рамках Стандартной Модели, CP-нарушение описывается матрицей Кабиббо-Кобаяши-Маскава (Cabibbo-Cobayashi-Maskawa, CKM), которая характеризует переходы между различными поколениями кварков за счет слабого взаимодействия. Одним из представлений матрицы CKM является так называемый Унитарный Треугольник (УТ). Различные процессы чувствительны к длинам сторон и величинам углов этого треугольника. Эффекты, выходящие за рамки Стандартной Модели, проявляются в рассогласовании измерений параметров УТ (например, в отклонении суммы углов треугольника от 180 градусов). Таким образом, прецизионные измерения параметров УТ дополняют прямые поиски эффектов «Новой Физики» на высоких энергиях в таких детекторах, как ATLAS или CMS.

Многие CP-нарушающие процессы, наиболее чувствительные к параметрам УТ, наблюдаются в распадах B-мезонов. На данный момент только один из углов УТ (чаще всего называемый β) измерен с точностью около 1 градуса в экспериментах Belle и BaBar на электрон-позитронных коллайдерах высокой светимости — так называемых В-фабриках. Эксперимент LHCb сможет значительно уточнить многие другие параметры CP-нарушения. В частности, угол γ может быть измерен с точностью до нескольких градусов.

Объем данных, набранный экспериментом LHCb к 2013 году, составил около 3 фб-1 Соответствующее этому объему данных количество реконструированных распадов B-мезонов уже значительно превышает статистику, набранную на электрон-позитронных B-фабриках (по крайней мере, в конечных состояниях, не содержащих π0 больших количествах доступны распады Bs и B-барионов, которые либо вовсе не рождаются на электрон-позитронных машинах, либо рождаются в малых количествах. Это позволяет получить чувствительность к параметрам CP-нарушения значительно лучшую, чем достигнутая на B- фабриках.