Физики из международной коллаборации LHCb на Большом адронном коллайдере зафиксировали статистические свидетельства редчайшего распада нейтрального $B^0$-мезона на мюон и антимюон, открывая путь к исследованиям на масштабе зептоверсума.
Эксперимент LHCb на Большом адронном коллайдере в Европейском центре ядерных исследований зафиксировал статистические свидетельства редчайшего распада нейтрального $B^0$-мезона на мюон и антимюон ($B^0 to mu^+mu^-$). О результатах объявили 3 ноября 2026 года во время специального семинара в CERN, а также в препринте на платформе arXiv.
Физики искали редкий процесс сорок лет
Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает, что подобный распад происходит лишь примерно один раз на каждые 10 миллиардов рождений таких частиц. Как отметил Марко Сантимария (Marco Santimaria), соруководитель международной группы анализа, физики преследовали этот распад более сорока лет.
Для достижения необходимой точности ученые объединили новые данные, собранные в 2024 и 2025 годах, с результатами предыдущих запусков коллайдера с 2011 по 2018 год. Использование усовершенствованных детекторов, методов машинного обучения и улучшенной идентификации частиц позволило подавить колоссальный фоновый шум.
В результате статистическая значимость нового измерения достигла 3.2 стандартных отклонений.
Этого уровня достаточно для фиксации первых свидетельств явления, хотя для официального открытия требуется золотой стандарт в 5 сигма.
Ниладри Саху, физик из Бирмингемского университета, является координатором рабочей группы LHCb по очень редким распадам.
Ниладри Саху отметил, что полученные результаты предоставляют новую проверку Стандартной модели и окно в потенциальную новую физику.
В рамках проведенного исследования ученые также оценили отношение вероятностей распадов $B^0 to mu^+mu^-$ и $B_s^0 to mu^+mu^-$, которое составило $0.035^{+0.014+0.002}_{-0.012-0.001}$. Стандартная модель дает предсказание на уровне $0.0280 pm 0.0016$, и значимых расхождений для этого соотношения исследователи не обнаружили.
Детектор прошел масштабную модернизацию
Успех стал возможен благодаря масштабной модернизации установки LHCb, позволившей увеличить скорость сбора данных в пять раз по сравнению с предыдущими периодами.
Значительный вклад в проект внесли британские научные группы при поддержке Совета по научно-техническим сооружениям (STFC).
Профессор Крис Паркес (Professor Chris Parkes) отметил ведущую роль Великобритании в создании технологических элементов детекторов, сообщает Tech Explorist.
Команда под руководством Стефано Де Капуа (Dr Stefano De Capua) работала над созданием кремниевого пиксельного детектора VELO, расположенного всего в пяти миллиметрах от пучка частиц.
Доктор Гарри Клифф (Dr Harry Cliff) из Кембриджского университета руководил анализом данных.
«Мы стучимся в двери этого зептоверсума»,
доктор Гарри Клифф из Кембриджского университета, руководивший анализом данных
Наука изучает масштаб зептоверсума
Термин зептоверсус описывает пространственный масштаб в один зептометр, что равняется одной миллиардной доле триллионной метра ($10^{-21}$ метра).
Исследования на таком уровне позволяют косвенно проверять наличие неизвестных тяжелых частиц.
Исследования на таком уровне позволяют проверять наличие сил, которые не удается создать напрямую на Большом адронном коллайдере, но которые способны влиять на частоту редких распадов.
Измеренное соотношение и параметры распада пока полностью согласуются с предсказаниями Стандартной модели, сужая пространство для поиска новых физических эффектов.
Продолжение темы
