A model-independent measurement of the CKM angle γ in the decays B±→[K+K−π+π−]Dh± and B±→[π+π−π+π−]Dh± (h=K,π)
باستخدام 9 fb−1 من بيانات تصادمات بروتون-بروتون في تجربة LHCb، تقدم هذه الورقة أول قياس مستقل عن النموذج لزاوية CKM γ مقسم حسب فضاء الطور في اضمحلالات B±→[K+K−π+π−]Dh± و B±→[π+π−π+π−]Dh±، مما يعطي نتيجة قدرها 53.9∘ والتي، عند دمجها مع القياسات المتكاملة الحالية، تحقق واحدة من أدق التقديرات لـ γ حتى الآن بـ 52.6∘.
المؤلفون الأصليون: LHCb collaboration, R. Aaij, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, K. Akiba, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, Z. Aliouche, P. Alvarez Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, P. Baladron Rodriguez, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, M. Barbetti, I. R. Barbosa, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Benane, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, S. Bernet Andres, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, J. Bex, Ia. Bezshyiko, O. Bezshyyko, J. Bhom, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, P. Billoir, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, V. Bocharnikov, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, A. Boldyrev, C. S. Bolognani, R. Bolzonella, R. B. Bonacci, N. Bondar, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, J. Brown, D. Brundu, E. Buchanan, L. Buonincontri, M. Burgos Marcos, A. T. Burke, C. Burr, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, S. Calderon Ramirez, L. Calefice, S. Cali, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, D. H. Campora Perez, A. F. Campoverde Quezada, S. Capelli, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, A. Casais Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, S. Cesare, A. J. Chadwick, I. Chahrour, H. Chang, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, M. Cherif, A. Chernov, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, M. Cruz Torres, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, S. Dadabaev, L. Dai, X. Dai, E. Dall'Occo, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, J. Daniel, P. d'Argent, G. Darze, A. Davidson, J. E. Davies, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, H. -P. Dembinski, J. Deng, V. Denysenko, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, I. Diachkov, S. Didenko, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, V. Dobishuk, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, A. M. Donohoe, F. Dordei, A. C. dos Reis, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, M. W. Dudek, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, O. D. Durmus, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, A. Egorychev, V. Egorychev, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, J. Eschle, S. Esen, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, D. Fazzini, L. Felkowski, M. Feng, M. Feo, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R. A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K. L. Fischer, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, L. F. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, K. G. Garg, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, L. L. Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, L. Giambastiani, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, W. Gomulka, I. Gonçales Vaz, F. Goncalves Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, J. A. Gooding, I. V. Gorelov, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, L. M. Greeven, N. A. Grieser, L. Grillo, S. Gromov, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, V. Guliaeva, P. A. Günther, A. -K. Guseinov, E. Gushchin, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, J. Hammerich, Q. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, L. Hao, N. Harnew, T. H. Harris, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, L. Henry, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, J. Hu, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Iniukhin, A. Ishteev, K. Ivshin, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, E. Jans, B. K. Jashal, A. Jawahery, C. Jayaweera, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, S. Kholodenko, G. Khreich, T. Kirn, V. S. Kirsebom, O. Kitouni, S. Klaver, N. Kleijne, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, A. Kozachuk, P. Kravchenko, L. Kravchuk, O. Kravcov, M. Kreps, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, E. Kulikova, A. Kupsc, V. Kushnir, B. Kutsenko, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, J. J. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, J. Langer, O. Lantwin, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, A. Leflat, S. Legotin, M. Lehuraux, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, M. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, S. Libralon, A. L. Lightbody, C. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, S. López Soliño, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, K. Lynch, X. -R. Lyu, G. M. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, D. Maisuzenko, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, C. Mancuso, R. Manera Escalero, F. M. Manganella, D. Manuzzi, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, M. McCann, T. H. McGrath, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, G. Meier, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, T. Miralles, B. Mitreska, D. S. Mitzel, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, H. Mu, Z. M. Mu, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, R. Murta, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, E. Nekrasova, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, P. Neustroev, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, N. Nikitin, Q. Niu, P. Nogarolli, P. Nogga, C. Normand, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, C. Nunez, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, T. Oeser, A. Okhotnikov, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, C. J. G. Onderwater, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, G. Panshin, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, B. Passalacqua, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, K. Petridis, A. Petrolini, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, S. Poslavskii, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, G. Punzi, S. Qasim, Q. Q. Qian, W. Qian, N. Qin, S. Qu, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, M. S. Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogachev, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, M. Rotondo, S. R. Roy, M. S. Rudolph, M. Ruiz Diaz, R. A. Ruiz Fernandez, J. Ruiz Vidal, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, S. E. R. Sacha Emile R., R. Sadek, N. Sagidova, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, D. Saranin, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, I. Segal, S. Sellam, A. Semennikov, T. Senger, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, A. Seuthe, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, M. Shapkin, R. S. Sharma, I. Shchemerov, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, Y. Shimizu, E. Shmanin, R. Shorkin, J. D. Shupperd, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, K. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, A. Solovev, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, V. Sriskaran, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, E. N. Stein, O. Steinkamp, H. Stevens, D. Strekalina, Y. Su, F. Suljik, J. Sun, J. Sun, L. Sun, D. Sundfeld, W. Sutcliffe, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, A. Terentev, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, D. Torres Machado, L. Toscano, D. Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, D. J. Unverzagt, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, V. Vagnoni, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, G. Vasquez, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, N. Voropaev, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, R. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, L. Xu, M. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Z. Yang, V. Yeroshenko, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, X. Yuan, Y Yuan, E. Zaffaroni, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Z. Zhang, Z. Zhang, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, Y. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, Q. Zou, D. Zuliani, G. Zunica
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل الكون كأنه ساحة رقص كونية عظيمة. لعقود من الزمن، حاول الفيزيائيون فهم سبب امتلاء ساحة الرقص بـ "المادة" (نحن، النجوم، الكواكب) وغياب "المادة المضادة" تقريبًا (النسخة المرآتية الغامضة للمادة التي كان ينبغي أن تُخلق بكميات متساوية عند الانفجار العظيم). لو كانت الرقصة متماثلة تمامًا، لدمجت المادة والمادة المضادة بعضهما البعض فورًا، ولما بقي أي شيء خلفهما.
يكمن سر هذا عدم التوازن في "التواء" دقيق في قواعد الرقصة، يُعرف باسم انتهاك تناظر الشحنة والتكافؤ (CP Violation). ولقياس هذا الالتواء، يبحث الفيزيائيون عن زاوية محددة في الخريطة الرياضية لفيزياء الجسيمات تُسمى زاوية CKM γ (جاما). فكر في γ كأنها "المصافحة السرية" التي تخبرنا بمدى تفضيل الكون لراقص على آخر.
هذه الورقة البحثية من تعاون LHCb في سيرن (CERN) هي خطوة كبيرة للأمام في قياس تلك المصافحة السرية بدقة مذهرة. وإليك كيف فعلوا ذلك، مشروحًا ببساطة:
1. العمل الاستقصائي: ضبط الجسيمات متلبسة
استخدم العلماء كاشف LHCb، وهو كاميرا ضخمة عالية التقنية في مصادم الهادرونات الكبير، لمراقبة اصطدام البروتونات ببعضها البعض. عندما تصطدم هذه البروتونات، فإنها أحيانًا تنتج جسيمات ثقيلة تسمى ميزونات B. هذه الميزونات (B-mesons) غير مستقرة وتتحلل (تتفكك) بسرعة إلى جسيمات أخرى.
ركز الفريق على سلسلة تحلل نادرة ومحددة:
- ميزون B ينقسم إلى ميزون D وميزون K (أو بيون).
- ثم ينقسم ميزون D إلى أربعة جسيمات: إما اثنين من البيونات واثنين من الكاونات، أو أربعة بيونات.
2. تشبيه "عملة التذبذب الكمومي"
هنا تصبح الأمور معقدة. ميزون D هو "حرباء كمومية". يمكن أن يوجد في شكلين مختلفين في نفس الوقت (مثل عملة معدنية تدور في الهواء، تكون "ملك" و"كتابة" في آن واحد).
- عندما يتحلل ميزون B، يمكنه إنتاج ميزون D بنسخة "الملك" أو نسخة "الكتابة".
- هاتان النسختان يمكن أن تتداخلا مع بعضهما البعض، مثل موجتين في بركة مياه تصطدمان ببعضهما.
- طريقة اصطدامهما تعتمد على الزاوية γ.
إذا نظرنا فقط إلى النتيجة المتوسطة لملايين من هذه الاصطدامات، فإن الموجات ستلغي بعضها البعض، ولن نرى شيئًا. الأمر يشبه محاولة سماع همسة في غرفة صاخبة.
3. استراتيجية "الفرز الذكي" (التصنيف إلى فئات)
لسماع تلك الهمسة، لم يكتفِ العلماء بعدّ الجسيمات فحسب؛ بل قاموا بفرزها في مجموعات (Buckets).
تخيل أن لديك جرة ضخمة من حبات الحلوى المختلطة. إذا قمت بعدّها فقط، فستحصل على إجمالي العدد. ولكن إذا فرزتها حسب اللون والنكهة، فقد تلاحظ نمطًا: "مهلاً، كل الحبات الحمراء موجودة في الجانب الأيسر من الجرة!".
قام العلماء بتقسيم "فضاء الطور" (خريطة معقدة لكيفية تطاير الجسيمات) إلى فئات (Bins).
- المشكلة: في الماضي، لفرز هذه الفئات، كان عليهم تخمين قواعد الرقصة باستخدام نموذج نظري. إذا كان تخمينهم خاطئًا، فسيكون القياس منحازًا. كان الأمر يشبه فرز حبات الحلوى بناءً على تخمين لنكهتها المفترضة.
- الاختراق: هذه الورقة البحثية مستقلة عن النموذج (Model-independent). فبدلاً من التخمين، استخدموا بيانات من العالم الحقيقي من تجربة أخرى (BESIII في الصين) لتخبرهم بالضبط كيف تتصرف "القوة القوية" (الغراء الذي يمسك الجسيمات معًا) في كل فئة. الأمر يشبه امتلاك صديق أكل حبات الحلوى بالفعل وأخبرك بالضبط بمذاقها، بدلًا من مجرد التخمين.
4. النتيجة: تحديد الزاوية بدقة
من خلال استخدام هذا "الفرز الذكي" مع بيانات من العالم الحقيقي، قاموا بقياس الزاوية γ.
- القياس: وجدوا أن γ تبلغ حوالي 53.9 درجة.
- الدمج: عندما دمجوا هذا الأسلوب الجديد والأكثر دقة مع قياسات أقدم وأبسط، أصبحت النتيجة أكثر حدة لتصل إلى 52.6 درجة.
هذا أحد أدق القياسات لهذه الزاوية على الإطلاق. إنه يشبه الانتقال من تخمين وقت اليوم إلى النظر في ساعة ذرية عالية الدقة.
5. لماذا يهم هذا؟
- اختبار النموذج القياسي: "النموذج القياسي" هو أفضل نظرية لدينا حاليًا حول كيفية عمل الكون. يعمل هذا القياس كـ "اختبار جهد" (Stress Test). إذا لم تتطابق الزاوية γ المقاسة هنا مع الزاوية المحسوبة من طرق أخرى، فهذا يعني أن نظريتنا تفتقر إلى شيء ما. قد يكون ذلك تلميحًا لـ فيزياء جديدة—ربما جسيم جديد أو قوة لم نكتشفها بعد.
- حل اللغز: رغم أن هذا القياس المحدد لا يشرح بالكامل سبب كون الكون مكونًا من المادة، إلا أنه يضيق نطاق البحث حول المكان الذي قد يختبئ فيه التفسير.
ملخص
فكر في هذه الورقة البحثية كأن العلماء قد ارتدوا أخيرًا نظارات ثلاثية الأبعاد (3D) لمشاهدة فيلم ثنائي الأبعاد. من خلال استخدام طريقة جديدة وغير معتمدة على نماذج لفرز بيانات الجسيمات والدمج مع "رموز غش" خارجية (بيانات من BESIII)، فقد قاسوا زاوية أساسية في الكون بوضوح غير مسبوق. لم يحلوا لغز عدم التوازن بين المادة والمادة المضادة بالكامل بعد، لكنهم أزالوا الكثير من الضباب، مما يقربنا خطوة واحدة من فهم سبب وجودنا.
إليك ملخص تقني مفصل لورقة LHCb البحثية رقم CERN-EP-2025-199، بعنوان "قياس مستقل عن النموذج لزاوية CKM المتمثلة في γ في اضمحلالات B±→[K+K−π+π−]Dh± و B±→[π+π−π+π−]Dh± (h=K,π)".
1. بيان المشكلة والدافع الفيزيائي
الهدف الأساسي من هذا التحليل هو تحديد زاوية كابيبو-كوباياشي-ماسيكاوا (CKM) المتمثلة في γ (المعرفة بـ arg(−VudVub∗/VcdVcb∗)) بدقة عالية.
- الأهمية: تُعد γ الزاوية الوحيدة في مصفوفة CKM التي يمكن قياسها مباشرة في اضمحلالات كوارك b عند مستوى الشجرة (tree-level)، مما يجعلها نظيفة نظرياً (تأثيرات هادرونية ضئيلة). وهي تعمل بمثابة "شمعة قياسية" للنموذج القياسي (SM). إن مقارنة قياسات مستوى الشجرة المباشرة مع التحديدات غير المباشرة عند مستوى الحلقة (loop-level) — والتي تكون حساسة للفيزياء الجديدة — تتيح اختبارات صارمة للنموذج القياسي والبحث عن انتهاك تناظر الشحنة والزوجية (CP violation) خارج حدود النموذج القياسي.
- التحدي: اعتمدت القياسات السابقة باستخدام اضمحلالات السحر رباعية الأجسام (D→K+K−π+π− و D→π+π−π+π−) على نماذج السعة (amplitude models) لتقدير فروق الطور القوية عبر فضاء الطور، مما أدى إلى إدخال عدم يقين منهجي يعتمد على النموذج ويصعب تحديده بدقة.
- الهدف: إجراء أول قياس لزاوية γ باستخدام هذه الأنماط من اضمحلالات السحر عبر فضاء الطور بنظام المجموعات (binned approach) بشكل مستقل عن النموذج، وذلك باستخدام مدخلات الطور القوي الخارجية من تجربة BESIII لإزالة الاعتماد على النموذج.
2. المنهجية
أ. قنوات الاضمحلال والاستراتيجية
يستخدم التحليل التداخل بين انتقالات b→cuˉs و b→ucˉs في اضمحلالات B±→Dh±، حيث تضمحل ميزون D المتعادل إلى حالات نهائية ذاتية الترافق رباعية الأجسام:
- D→K+K−π+π−
- D→π+π−π+π−
يستخدم التحليل نهج المجموعات في فضاء الطور. يتم تقسيم فضاء طور ميزون D إلى مجموعات (i) بناءً على فرق الطور القوي المتوقع بين اضمحلالات D0 و Dˉ0. وتكون عوائد اضمحلالات B+ و B− في كل مجموعة حساسة لزاوية γ ومعاملات الطور القوي.
ب. المدخلات الخارجية (BESIII)
من الأهمية بمكان أن التحليل يستخدم قياسات مستقلة عن النموذج لمعاملات الطور القوي (ci,si) المقدمة من تعاون BESIII:
- لـ D→K+K−π+π−: مدخلات من 20 فمتوبار−1 من بيانات e+e− عند عتبة ψ(3770) [المرجع 18].
- لـ D→π+π−π+π−: مدخلات من 3 فمتوبار−1 من البيانات [المرجع 21].
- تعمل هذه المدخلات على تقييد جيب تمام (cosine) وجيب (sine) فرق الطور القوي المتوسط في كل مجموعة (ci,si)، مما يلغي الحاجة إلى نموذج سعة داخلي.
ج. مجموعة البيانات والاختيار
- البيانات: بيانات تصادم البروتون-بروتون التي جمعتها تجربة LHCb عند طاقة مركز الكتلة s=7,8, و $13تيراإلكترونفولت،وهومايقابللمعاناًمتكاملاًقدره∗∗9فمتوبار^{-1}$**.
- الاختيار: يتم إعادة بناء المرشحين باستخدام خمسة مسارات مشحونة. يقوم قياس حركي (kinematic fit) بتقييد كتلة D وذروة B.
- تثبيط الخلفية:
- تحليل متعدد المتغيرات (Boosted Decision Trees) يقلل من خلفية الجمع العشوائي (combinatorial background).
- تحديد الجسيمات (PID) يميز بين الكاون (K) والبيون (π).
- عمليات الربط الرأسي (Vertexing) ونوافذ الكتلة تثبط الخلفيات عديمة السحر واضمحلالات KS0 الخاطئة.
- المعايرة (Normalization): يُستخدم قناة B±→Dπ± كنمط معايرة نظراً لنسبة تفرعها الأعلى وانتهاك الـ CP الضئيل فيها (rBDπ≈0.005).
د. الإطار الإحصائي
- استخراج العوائد: يتم إجراء ملاءمة (fit) قصوى للاحتمال الممتد غير المقيد (unbinned extended maximum-likelihood fit) على أطياف الكتلة الثابتة (m(Dh±)) لاستخراج عوائد الإشارة في كل مجموعة في فضاء الطور.
- البارامترية: يتم تمثيل العوائد بدلالة مراقبات انتهاك التناظر (CP) (x±DK,y±DK,xξDπ,yξDπ)، والتي تُحول بعد ذلك إلى معاملات فيزيائية (γ,δB,rB).
- التعامل مع عدم اليقين المنهجي: على عكس التحليلات السابقة حيث كانت ci و si ثابتة، يعامل هذا التحليل هذه المعاملات كـ معاملات مزعجة مقيدة (constrained nuisance parameters) مع توزيعات غاوسية سابقة (Gaussian priors) بناءً على قياسات BESIII. وهذا يسمح بأخذ عدم اليقين الخاص بها في الاعتبار مباشرة في دالة الاحتمالية.
- فترات الثقة: نظراً لأن عدم اليقين الكبير على si قد يؤدي إلى سلوك غير غاوسي في توزيع γ، استخدم المؤلفون طريقة Feldman-Cousins (Plugin) عبر التجارب الوهمية (pseudoexperiments) لتعيين فترات ثقة قوية، بدلاً من الاعتماد فقط على نظرية ويلكس (Wilks' theorem).
3. المساهمات الرئيسية
- أول قياس مستقل عن النموذج بنظام المجموعات: هذا هو المرة الأولى التي تُستخدم فيها هذه الأنماط المحددة من اضمحلالات السัง رباعية الأجسام لقياس γ بنظام المجموعات دون الاعتماد على نموذج سعة داخلي لمدخلات الطور القوي.
- دمج بيانات BESIII: نجح التحليل في دمج قياسات الطور القوي عالية الدقة من BESIII، مما قلل بشكل كبير من عدم اليقين المنهجي المعتمد على النموذج.
- التحقق المتقاطع: يتحقق التحليل من نتائج D→π+π−π+π− باستخدام مخطط تقسيم بديل يعتمد على بيانات CLEO-c القديمة، ويجد توافقاً ممتازاً.
- النتيجة المجمعة: يقدم نتيجة مجمعة للتحليل بنظام المجموعات مع القياسات المدمجة لفضاء الطور لنفس الأنماط.
4. النتالئج
أ. التحليل بنظام المجموعات فقط
باستخدام نهج المجموعات في فضاء الطور لكلا نمطي الاضمحلال:
- γ=(53.9−8.9+9.5)∘
- تتضمن هذه النتيجة كلاً من عدم اليقين الإحصائي والمنهجي. يهيمن عدم اليقين المنهجي الناتج عن مدخلات الطور القوي الخارجية.
ب. التحليل المجمع (المجموعات + المدمج)
عند دمج نتائج المجموعات الجديدة مع القياسات المدمجة لفضاء الطور الموجودة (من المرجع [16]):
- γ=(52.6−6.4+8.5)∘
- يعد هذا أحد أكثر التحديدات دقة لـ γ حتى الآن.
- القيمة المركزية متسقة مع التجميع العالمي لـ LHCb للأنماط الأخرى (γ≈64.4∘) والتحديدات غير المباشرة عند مستوى الحلقة، رغم أن عدم اليقين يظل أكبر من الطرق غير المباشرة.
ج. المعاملات الفيزيائية الأخرى
استخرج التحليل أيضاً:
- rBDK=0.101−0.018+0.021
- δBDK=(111.0−7.9+8.0)∘
- وُجد أن المعامل rBDπ متسق مع الصفر، مع فترة ثقة تغطي الحد الفيزيائي.
5. الأهمية والآفاق المستقبلية
- الدقة: يمثل هذا النتيجة خطوة كبيرة للأمام في دقة قياسات γ عند مستوى الشجرة باستخدام اضمحلالات السحر رباعية الأجسام.
- الاستقلالية عن النموذج: من خلال إزالة الاعتماد على النموذج، أصبح التحكم في عدم اليقين المنهجي أفضل، مما يجعل النتيجة أكثر قوة للتحليلات العالمية لـ CKM.
- اللا-غاوسية (Non-Gaussianity): تسلط الدراسة الضوء على أن عدم اليقن الكبير في مدخلات الطور القوي الخارجية يمكن أن يؤدي إلى توزيعات غير غاوسية في γ، مما يستلزم استخدام طرق إحصائية متقدمة (طريقة Plugin) لتقدير الأخطاء بدقة.
- التحسينات المستقبلية:
- هذا القياس محدود حالياً إحصائياً. ستوفر تحديثات LHCB Upgrade I مجموعات بيانات أكبر، مما يحسن الدقة الإحصائية.
- عدم اليقين المنهي المهيمن يأتي من مدخلات الطور القوي لـ BESIII. ومن المتوقع أن تقلل بيانات BESIII المستقبلية (كامل 20 فمتوبار−1) من هذه الشكوك بمقدار ~2.5 مرة، مما يعزز دقة γ بشكل أكبر.
- يمكن للقياسات المكملة لخلط السحر من قبل LHCb أن تساعد في ضبط النظام بشكل أكبر.
في الختام، تضع هذه الورقة معياراً جديداً لقياسات γ المستقلة عن النموذج، مما يثبت قوة الجمع بين بيانات فيزياء الـ B عالية الإحصاء من LHCb ومدخلات فيزياء السحر عالية الدقة من BESIII.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.
تصلك أفضل أبحاث high-energy experiments كل أسبوع.
يحظى بثقة باحثين في ستانفورد وكامبريدج والأكاديمية الفرنسية للعلوم.
تفقّد بريدك لتأكيد الاشتراك.
حدث خطأ ما. تعيد المحاولة؟
لا رسائل مزعجة، ويمكنك إلغاء الاشتراك متى شئت.