Eksperyment LHCb uzyskał dowody na nadzwykle rzadki rozpad B_d — ScienceDaily
Fizycy z eksperymentu LHCb w CERN uzyskali dowody na niezwykle rzadki rozpad cząstki B_d na parę mionów — μ+μ−. Oczekuje się, że taki proces zachodzi mniej więcej raz na 10 miliardów rozpadów cząstek beauty. O wynikach, ogłoszonych podczas seminarium w CERN, poinformował ScienceDaily.
Cząstka B_d, zgodnie z opisem badaczy, zawiera kwark beauty i antykwark down. Podczas rzadkiego rozpadu anihilują one, a ich energia przekształca się w mion i antymion. Miony są podobne do elektronów, lecz mają większą masę.
Świadectwo statystyczne, a nie potwierdzona obserwacja
Analiza danych zebranych w 2024 i 2025 roku dała istotność statystyczną sygnału na poziomie 3,0 odchylenia standardowego. Po połączeniu wyników z danymi z lat 2011–2018 wskaźnik wzrósł do 3,2 odchylenia standardowego. W fizyce cząstek poziom trzech odchyleń standardowych uznaje się za dowód nowego zjawiska; prawdopodobieństwo przypadkowej fluktuacji przy takim wyniku wynosi około 0,3%.
Jednocześnie potwierdzona obserwacja wymaga istotności statystycznej na poziomie pięciu odchyleń standardowych. Wcześniej wspólna analiza LHCb i CMS w 2015 roku informowała o początkowych dowodach tego rozpadu, jednak późniejsze badania z wykorzystaniem danych do 2018 roku nie zdołały ich potwierdzić.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Zmodernizowany detektor i uczenie maszynowe
Przełomowi pomogła modernizacja LHCb: od 2024 roku eksperyment zaczął zbierać dane pięć razy szybciej niż w latach 2010–2018. Detektor poprawił także rozpoznawanie cząstek. Badacze zastosowali metody uczenia maszynowego, aby oddzielić rzadki sygnał od dużej liczby innych procesów zderzeniowych.
Wyniki są zgodne z Modelem Standardowym — główną teorią cząstek fundamentalnych i oddziaływań. Takie rzadkie rozpady mogą być wrażliwe na wpływ jeszcze nieznanych ciężkich cząstek, których nie można bezpośrednio wytworzyć w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Badanie dostarczyło również najdokładniejszych pomiarów pokrewnego rozpadu B_s → μ+μ−, który zachodzi około trzy razy na miliard rozpadów cząstek beauty.
Uruchomienie High Luminosity LHC zaplanowano na 2030 rok, a kolejną modernizację LHCb — na połowę następnej dekady. Oczekuje się, że pozwoli to zwiększyć tempo zbierania danych jeszcze dziesięciokrotnie.
