Intrygujący nowy wynik z eksperymentu LHCb w CERN

Odkrycie bozonu Higgsa w 2012 roku w ośrodku CERN koło Genewy było ostatecznym potwierdzeniem wielkiego sukcesu Modelu Standardowego cząstek elementarnych (MS) sformułowanego jeszcze w latach sześćdziesiątych minionego wieku. Opisuje on elementarne składniki materii oraz oddziaływania pomiędzy nimi. Pomimo tego sukcesu, wiele obserwacji świadczy o tym, że MS jest jedynie efektywna teorią w skalach obecnie dostępnych energii zderzeń. Niektóre obserwacje astrofizycznie i laboratoryjne (natura ciemnej materii, dominacja materii nad antymaterią we Wszechświecie, niezerowa masa neutrin) mogą być wytłumaczone jedynie przez teorie wykraczające poza ramy MS.

W eksperymencie LHCb na Wielkim Zderzaczu Hadronów w ośrodku CERN, w którym uczestniczy grupa z IFJ PAN, poszukiwania tzw. Nowej Fizyki trwają już od wielu lat. Badania te przyniosły szereg interesujących pomiarów, których wyniki zauważalnie odbiegają od przewidywań Modelu Standardowego. Jednym z nich jest, ogłoszone dzisiaj równocześnie na konferencji Moriond oraz podczas seminarium w CERN, porównanie częstości obserwacji rzadkich rozpadów kwarków pięknych (ang.: beauty); z udziałem elektronów (B+ → K+e+e-) oraz mionów (B+ → K+µ+µ-). Elektron, 200 razy cięższy od niego mion oraz jeszcze cięższy taon to trzy leptony występujące w MS. Pomijając różnice w masach, MS zakłada identyczność ich zachowania, w tym prawdopodobieństwa procesów z ich udziałem. Ta reguła znana jest pod nazwą uniwersalności leptonowej.

Ogłoszony dzisiaj wynik wskazuje na odstępstwo od przewidywań MS na poziomie 3.1 odchylenia standardowego, co oznacza prawdopodobieństwo zgodności z MS 0.1% (jeden promil). „Jeżeli pogwałcenie zasady uniwersalności leptonowej zostanie ostatecznie potwierdzone, będzie oznaczało istnienie zupełnie nowych zjawisk fizycznych, takich jak nieznanych dotąd cząstek elementarnych lub fundamentalnych oddziaływań”, stwierdził koordynator zespołu LHCb prof. Chris Parkes.

Ostateczne potwierdzenie obecnego rezultatu wymagać będzie większej ilości danych, których zbieranie zostanie wznowione w 2022 roku.

Materiały towarzyszące:

  • Eksperyment LHCb
    Eksperyment LHCb jest jednym z czterech wielkich eksperymentów na Wielkim Zderzaczu Hadronów, znajdującym się w podziemnym tunelu w laboratorium CERN na Francusko-Szwajcarskiej granicy pod Genewą.
  • VNR
  • publikacja LHCb
  • artykuł LHCb
Bardzo rzadki rozpad mezonu pięknego z udziałem elektronu, zaobserwowany w eksperymencie LHCb.

Bardzo rzadki rozpad mezonu pięknego z udziałem elektronu, zaobserwowany w eksperymencie LHCb.

Komunikat CERN