LHCb finder nye antydninger til mulige afvigelser fra standardmodellen

LHCb -eksperimentet finder spændende uregelmæssigheder i den måde, hvorpå nogle partikler henfalder. Hvis bekræftet, disse ville være et tegn på nye fysikfænomener, der ikke forudsiges af standardmodellen for partikelfysik. Det observerede signal er stadig af begrænset statistisk signifikans, men styrker lignende indikationer fra tidligere undersøgelser. Kommende data og opfølgende analyser vil fastslå, om disse hints faktisk er revner i standardmodellen eller en statistisk udsving.

I dag, på et seminar på CERN, LHCb-samarbejdet præsenterede nye længe ventede resultater om et bestemt forfald af B ⁰ mesoner produceret i kollisioner ved Large Hadron Collider. Standardmodellen for partikelfysik forudsiger sandsynligheden for de mange mulige henfaldstilstande af B ⁰ mesoner, og mulige uoverensstemmelser med dataene ville signalere ny fysik.

I dette studie, LHCb -samarbejdet kiggede på B's forfald ⁰ mesoner til en ophidset kaon og et par elektroner eller muoner. Muonen er 200 gange tungere end elektronen, men i standardmodellen er dens vekselvirkninger ellers identiske med elektronens, en ejendom kendt som lepton universalitet. Lepton universalitet forudsiger, at op til en lille og beregnelig effekt på grund af masseforskellen, elektron og muoner bør fremstilles med samme sandsynlighed i denne specifikke B ⁰ henfald. LHCb finder i stedet, at forfaldene, der involverer muoner, forekommer sjældnere.

Selvom det potentielt er spændende, uoverensstemmelsen med standardmodellen forekommer på niveauet 2,2 til 2,5 sigma, hvilket endnu ikke er tilstrækkeligt til at drage en fast konklusion. Imidlertid, resultatet er spændende, fordi en nylig måling af LHCb, der involverede et relateret henfald, udviste lignende adfærd.

Selvom den var af stor interesse, disse tip er ikke nok til at komme til en afgørende erklæring. Selvom den er af en anden karakter, der har været mange tidligere målinger, der understøtter symmetrien mellem elektroner og muoner. Flere data og flere observationer af lignende henfald er nødvendige for at afklare, om disse tip kun er en statistisk udsving eller de første tegn på nye partikler, der ville udvide og fuldende standardmodellen for partikelfysik. De diskuterede målinger blev opnået ved hjælp af hele dataprøven fra den første periode med udnyttelse af Large Hadron Collider (kørsel 1). Hvis de nye målinger faktisk peger på fysik ud over standardmodellen, den større dataprøve indsamlet i kørsel 2 vil være tilstrækkelig til at bekræfte disse effekter.