Физики нашли отклонения от Стандартной модели в распаде заряженного B-мезона на каон и мюонную пару в рамках эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере. Ученые обнаружили расхождение с теорией в угловых распределениях рождающихся в распаде частиц, похожие отклонения ранее наблюдались в аналогичном распаде нейтрального B-мезона. Считается, что такие аномалии могут оказаться ключом к Новой физике, ведь в них могут обнаружить следы еще не открытых тяжелых элементарных частиц. Об этом сказано в докладе LHCb, опубликованном на сайте эксперимента.
Стандартная модель — наиболее точная доступная физикам теоретическая конструкция для описания многообразия элементарных частиц и их свойств. В 2012 году с подтверждением существования бозона Хиггса завершилось обнаружение всех предсказываемых этой моделью частиц. Внимание исследователей захватили попытки найти физику за ее пределами. Дело в том, что в Стандартной модели нет места темной материи, о существовании которой можно судить лишь косвенно. Она не объясняет также асимметрию между количеством материи и антиматерии. В этом случае возникает необходимость найти более полную теорию в рамках науки.
Новая физика может заключаться в существовании еще не открытых элементарных частиц. Сейчас неясно, на каком энергетическом масштабе их искать. Ученые полагают, что они могут рождаться на Большом адронном коллайдере, хотя на сегодня таких событий не наблюдалось. Более того, квантовая теория не запрещает рождение тяжелых виртуальных частиц даже если их масса больше энергетического порога ускорителя. В таком случае об их существовании можно судить косвенно, а именно по отклонениям от теоретических предсказаний параметров распада известных нам частиц. Этот подход расширяет диапазон масс, в котором ученые смогут увидеть следы не открытой частицы.
Распад редкого b-кварка на s-кварк и мюонную пару имеет большой потенциал на протекание подобных процессов. Это обусловлено сменой аромата кварка, что разрешено только Стандартной моделью с добавлением пертурбативной поправки. Данный распад описан с помощью двух диаграмм Феймана: пингвин-диаграммы и коробчатой. Исследование подобных распадов дало возможность предсказать существование кварка за 10 лет до того, как его обнаружили. Также нарушение СР-инвариантности привело к нахождению b-кварка и t-кварка.
Во многом для изучения частиц с b-кварком и был создан данный эксперимент. Он дает возможность проводить анализ геометрии и кинематики частиц с высокой точностью. Это позволит ученым обнаружить расхождение между теорией и реальными параметрами частиц. Аномалии, следы которых обнаружены в 2013 году, улучшили сейчас. Их открытие доказало бы неэффективность Стандартной модели.
Ученые наблюдали специально сформированные выражения частиц, которые давали характеристику угловым распределениям продуктов распада B-мезона. Зависимость от квадрата инвариантной массы мюонной пары оказалась далека от предсказаний Стандартной модели.
Для получения более точного представления о расхождении с теорией, ученые использовали пакет FLAVIO. Он помогает связывать фитированные данные с коэффициентами эффективного спаривания. Последние способствуют получению представления о силах, действующих на частицу в процессе распада.
Полученные показатели не совсем точны, и их недостаточно для официального подтверждения открытия. Однако, эксперимент указал на связь редких распадов B-мезонов с проявлениями Новой физики.
