Эксперимент LHCb получил доказательства сверхредкого распада B_d — ScienceDaily
Физики эксперимента LHCb в CERN получили доказательства чрезвычайно редкого распада частицы B_d на пару мюонов — μ+μ−. Ожидается, что такой процесс происходит примерно один раз на 10 миллиардов распадов beauty-частиц. О результатах, объявленных во время семинара в CERN, сообщило ScienceDaily.
Частица B_d, согласно описанию исследователей, содержит beauty-кварк и down-антикварк. Во время редкого распада они аннигилируют, а их энергия превращается в мюон и антимюон. Мюоны похожи на электроны, но имеют большую массу.
Статистическое свидетельство, а не подтвержденное наблюдение
Анализ данных, собранных в 2024 и 2025 годах, дал статистическую значимость сигнала на уровне 3,0 стандартного отклонения. После объединения результатов с данными за 2011–2018 годы показатель вырос до 3,2 стандартного отклонения. В физике частиц уровень в три стандартных отклонения считают свидетельством нового явления; вероятность случайной флуктуации при таком результате составляет примерно 0,3%.
В то же время для подтвержденного наблюдения требуется статистическая значимость в пять стандартных отклонений. Ранее совместный анализ LHCb и CMS в 2015 году сообщал о первоначальных свидетельствах этого распада, однако последующие исследования с данными до 2018 года не смогли их подтвердить.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Обновленный детектор и машинное обучение
Прорыву помогла модернизация LHCb: с 2024 года эксперимент начал собирать данные в пять раз быстрее, чем в 2010–2018 годах. Детектор также улучшил распознавание частиц. Исследователи применили методы машинного обучения, чтобы отделить редкий сигнал от большого количества других процессов столкновений.
Результаты согласуются со Стандартной моделью — основной теорией фундаментальных частиц и взаимодействий. Такие редкие распады могут быть чувствительны к влиянию еще неизвестных тяжелых частиц, которые невозможно непосредственно создать на Большом адронном коллайдере. Исследование также дало наиболее точные измерения родственного распада B_s → μ+μ−, который происходит примерно три раза на миллиард распадов beauty-частиц.
Запуск High Luminosity LHC запланирован на 2030 год, а следующая модернизация LHCb — на середину следующего десятилетия. Ожидается, что это позволит увеличить темп сбора данных еще в десять раз.
