Наблюдения за распадами странных B-мезонов принесли свидетельства прямого нарушения CP-инвариантности
При обработке данных с детектора LHCb, установленного на Большом адронном коллайдере, обнаружены явные признаки нарушения CP-симметрии в распадах нейтральных B-мезонов на каоны и пионы.
Коллаборация
CP-нарушением называют свойство законов физики, которые оказываются неинвариантными относительно операции зеркального отражения (пространственной инверсии P) с одновременной заменой всех частиц на античастицы (зарядовым сопряжением C). Эта асимметричность, поначалу казавшаяся противоестественной, была зарегистрирована экспериментально (при наблюдении за распадами нейтральных
Обсуждаемый эффект также играет важную роль в космологии, где его называют одним из условий, при выполнении которых возможно создание дисбаланса между материей и антиматерией во Вселенной. Однако уровень CP-нарушения, принятый в Стандартной модели, считается слишком низким, не соответствующим наблюдаемому соотношению вещества и антивещества. Именно поэтому теоретики и экспериментаторы активно ищут новые источники CP-нарушения — следы «новой физики».
Доказательства нарушения CP-инвариантности были получены в экспериментах с упомянутыми выше каонами, B0- и
Единственным нейтральным тяжёлым мезоном, надёжных данных о CP-нарушении в распадах которого у физиков не было, оставался
s-мезон
Спектры инвариантных масс пар Kπ, полученные на детекторе LHCb при отборе событий по критериям, настроенным на максимальную чувствительность к (a, b) АСР (B0 → Kπ) и (c, d) АСР (B0 s → Kπ). Вклад распадов, интересовавших физиков, отмечен так, как показано в верхнем правом углу. Остальные обозначения соответствуют фоновым событиям разного рода. (Иллюстрация LHCb Collaboration.) |
Обрабатывая информацию с детектора, объём которой отвечал набранной в 2011-м
s-мезонов на каоны K и
s → K–π+ и B0
s → K+π–.
Чтобы выделить эти два распада, физики реконструировали инвариантные массы пар Kπ, получая графики вроде тех, что показаны выше, и оценивали вклад фоновых событий. Затем они вычисляли безразмерный параметр АСР, амплитуда отклонения которого от нуля характеризует, если не вдаваться в подробности, «силу» CP-нарушения.
В результате было определено, что АСР (B0
s → Kπ) = 0,27 ± 0,08 (стат.) ± 0,02 (сист.). Статистическая значимость этого отклонения от нуля довольно велика и составляет 3,3σ, но пока не позволяет называть его подлинным открытием, которому, напомним, необходим уровень в 5σ. Можно добавить, что измерения LHCb сходятся с единственной — и очень неточной — существовавшей ранее оценкой АСР = 0,39 ± 0,15 (стат.) ± 0,08 (сист.), которую
Эксперименты, выполненные в прошлом году на детекторе LHCb, также позволили вычислить максимально точное значение АСР для аналогичных распадов B0-мезонов, состоящих из прелестного антикварка и
Подготовлено по материалам
Нет комментариев.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.