На БАК впервые наблюдали редкий субатомный процесс

Два эксперимента на БАК в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве, Швейцария, объединили свои результаты и обнаружили ранее не известный субатомный процесс.

В опубликованном в журнале Nature совместном анализе результатов экспериментов сотрудничества CMS и LHCb был обнаружен новый и чрезвычайно редкий распад частицы Bs (странный Bs-мезон, состоящий из b-антикварка и странного кварка) на два мюона. Теоретики предсказывали, что этот распад может происходить примерно в четырех случаях из миллиарда, и это совпадает с тем, что наблюдалось в этих двух экспериментах.

«Это удивительно, что теоретическое предсказание является настолько точным, и даже более удивительно, что мы смогли на самом деле наблюдать этот процесс, - сказал проф. Сиракузского университета Шелдон Стоун (Sheldon Stone), член сотрудничестве LHCb. - Это большая победа для LHC и обоих экспериментов».

LHCb и CMS оба изучают свойства частиц для поиска трещин в Стандартной модели, нашего самого лучшего до сих пор описания поведения всей непосредственно наблюдаемой материи во Вселенной. Стандартная модель, как известно, не является полной, поскольку в ней не рассматриваются такие вопросы, как наличие темной материи или преобладания вещества над антивеществом в нашей Вселенной. Любые отклонения от этой модели могут быть свидетельством новой физики, к примеру, новых частиц или сил, которые могли бы дать ответы на эти тайны.

«Многие теории, которые предлагают расширить Стандартную модель, также прогнозируют увеличение скорости распада Bs, - сказал Джоэл Батлер (Joel Butler) из Fermilab, участвующий в эксперименте CMS. - Этот новый результат позволяет отбросить или серьезно ограничить параметры большинства этих теорий. Любая жизнеспособная теория должна предсказывать достаточно малое изменение, чтобы быть подогнанной к остальным неопределенностям».

Исследователи в LHC особенно интересуются частицами, содержащими b-кварки, потому что их легко обнаружить, они обильно рождаются и имеют относительно долгий срок жизни, по словам проф. Стоуна.

«Мы также знаем, что нейтральные Bs-мезоны могут спонтанно превращаться в свои античастицы и наоборот (осциллировать). Этот процесс впервые был обнаружен в лаборатории Ферми в 2006 г., - сказал проф. Стоун. - Изучение свойств мезонов может помочь нам понять дисбаланс вещества и антивещества во Вселенной».

«Скоро стартует новый запуск БАК на более высоких энергии и интенсивности, - отметил проф. Батлер. - Точность, с которой этот распад измеряется, улучшится, определив дальнейшие ограничения для жизнеспособных расширений Стандартной модели. И, конечно, мы всегда надеемся увидеть новую физику непосредственно в виде новых частиц или сил».

Дисплей событий LHCb-эксперимента на БАК показывает пример столкновений, которые рождают кандидатов для редкого распада частицы Bs, происходящего только в четырех случаях на миллиард