Статьи

Home › News

Распад Bs-мезона на мюон-антимюонную пару

24.08.2018

Что обнаружено

30 лет физики охотились за сверхредким распадом Bs-мезона на мюон-антимюонную пару, вероятность которого в СМ равна (3,66±0,23)·10−9, и еще более редким таким же распадом B-мезона (без индекса s) с ожидаемой вероятностью примерно 10−10. LHCb и CMS, объединив данные, наконец-то открыли первый распад — и он оказалася близким к предсказаниям СМ, — а также увидели намеки на второй. Вероятность этого распада оказалась намного выше ожиданий: в \(3.7^{+1.6}_{-1.4}\) раз. Отклонение этого числа от единицы оценивается в 2,2σ .

После некоторого периода неопределенности, ситуация прояснилась в марте 2017 года, когда LHCb обработала результаты сеанса Run 1 и отчасти — Run 2. Распад Bs-мезонов оказался вполне стандартным, а намеки на аналогичный распад B-мезона исчезли. Загадка рассеялась.

Комментарии

Сентябрь 2015 . Надо сказать, что оба распада очень похожи друг на друга и отличаются лишь инвариантной массой мюонной пары. Поскольку мюонные сигналы от этих двух мезонов перекрываются в пределах экспериментальных погрешностей, разделение единого пика на два мезона — задача очень сложная. Несмотря на заявленное отклонение, распределение по инвариантной массе не выглядит убедительным, по крайней мере для невооруженного взгляда.

Полезно также напомнить, что в 2011 году вокруг (не)наблюдения распада Bs→μμ развернулась научная драма. Детектор CDF с коллайдера Тэватрон сообщил, что видит этот распад (хотя по СМ не должен был), однако уже месяц спустя два детектора с LHC опровергли этот результат. Подробный рассказ об этой ситуации см. в новости LHC не подтверждает еще один результат CDF .

Апрель 2016. Коллаборация ATLAS тоже выполнила поиск этого сверхредкого распада обоих мезонов и толком не нашла ни одного из них. Погрешности у ATLAS заметно выше, чем у LHCb, но если результаты формально объединить, то статистическая значимость отклонения падает ниже 2σ.

Март 2017. Коллаборация LHCb поставила жирную точку в этой истории. Обработав все данные Run 1 и часть Run 2, она выяснила, что вероятность распада Bs-мезона составляет (3,0 ± 0,6)·10−9 и вписывается в предсказания Стандартной модели. Наметившиеся ранее намеки на аналогичный распад B-мезона пропали: ограничение сверху на его вероятность оценивается теперь в 3,4·10−10.

Ссылки

Экспериментальные данные: