El modelo estándar de física de partículas predice que los quarks b deberían desintegrarse igualmente
Físicos del Imperial College de Londres yLas universidades de Bristol y Cambridge analizaron los datos para producir este resultado con el apoyo financiero del Consejo de Ciencia y Tecnología. El resultado se anunció hoy en la conferencia Moriond Electroweak Physics y se publicó como preimpresión.
Fuera del modelo estándar
El modelo estándar es el mejor.Actualmente existe una teoría de la física de partículas que describe todas las partículas fundamentales conocidas que componen nuestro Universo y las fuerzas con las que interactúan. El problema es que el Modelo Estándar no puede explicar algunos de los misterios más profundos de la física moderna, incluido de qué está hecha la materia oscura y el desequilibrio de materia y antimateria en el universo.
Por lo tanto, los investigadores buscaron partículas que se comportaran de manera diferente a lo que cabría esperar en el Modelo Estándar. El objetivo es explicar algunos de estos misterios.
“Cuando vimos por primera vez los resultadosEn el experimento, nuestros corazones en realidad latieron un poco más rápido”, dice Mitesh Patel, PhD, del departamento de física del Imperial College de Londres. "Por supuesto, es demasiado pronto para decir si esto es realmente una desviación del modelo estándar". Y, sin embargo, estos resultados son lo más emocionante que he hecho en 20 años en este campo”.
Bloques de construcción de la naturaleza
Los resultados, según el físico, provienen del experimento LHCb, uno de los cuatro enormes detectores de partículas del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.
LHC: el más grande y poderoso del mundocolisionador de partículas: acelera las partículas subatómicas a una velocidad cercana a la de la luz antes de chocar entre sí. Estas colisiones producen una explosión de nuevas partículas que los físicos luego registran y estudian para comprender mejor los componentes básicos de la naturaleza.
Nuevas dimensiones desafían las leyesnaturaleza, que tratan a los electrones y sus homólogos más pesados, los muones, de la misma manera, excepto por pequeñas diferencias debidas a sus diferentes masas. Según el modelo estándar, los muones y los electrones interactúan con todas las fuerzas de la misma manera, por lo que los quarks b creados en LHCb deberían desintegrarse en muones con tanta frecuencia como en electrones.
En LHCb se observa una desintegración muy rara de un hermoso mesón con la participación de un electrón y un positrón. Crédito: Imperial College London.
Pero nuevas mediciones sugieren que la descomposición ocurre a diferentes velocidades. Esto puede indicar que las partículas nunca antes vistas inclinan las escamas lejos de los muones.
“El resultado del experimento ofrece una perspectiva intrigante.un indicio de una nueva partícula o fuerza fundamental que "funciona" de manera completamente diferente a cualquier cosa conocida por la ciencia, explica Daniel Moyse, Ph.D. "Si se confirma con más mediciones, esto tendrá un profundo impacto en nuestra comprensión de la naturaleza en el nivel más fundamental".
Apertura del patrón oro
En física de partículas, el estándar de oroLos descubrimientos son cinco desviaciones estándar, lo que significa que la probabilidad de que el resultado sea aleatorio es de 1 en 3,5 millones. El nuevo resultado es de tres desviaciones hasta ahora. Existe una probabilidad de 1 en 1.000 de que la medición sea una coincidencia estadística, por lo que es demasiado pronto para sacar conclusiones firmes.
“Debe haber partículas nuevas y diferentes, porquenuestra comprensión actual del universo es falsa en muchos sentidos. Si bien tenemos que esperar la confirmación de los resultados, espero que algún día podamos mirar hacia atrás como un punto de inflexión en la física ”, concluye el Dr. Michael McCann.
Ahora la colaboración del LHCb debe continuarcomprobando sus resultados cotejando y analizando más datos para ver si todavía hay evidencia de algunos fenómenos nuevos. Se espera que el experimento LHCb comience a recopilar nuevos datos el próximo año después de actualizar el detector.
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b-quark - un quark con carga −⅓ e, que pertenece atercera generación. Es un miembro más ligero del doblete de quark débil de tercera generación, que también incluye un t-quark mucho más pesado. Tiene una masa de 4.2-4.7 GeV, casi 5 veces más pesada que un nucleón. La vida útil del b-quark es de unos 10⁻¹² s.
LHCb es el más pequeño de los cuatro principalesdetectores en el colisionador del LHC en la organización europea de investigación nuclear CERN en Ginebra. El experimento se lleva a cabo para estudiar la asimetría de materia y antimateria en las interacciones b-quark.