Measurement of the Ωb− baryon lifetime
باستخدام بيانات تشغيل المرحلة الثانية من تجربة LHCb، تقيس هذه الورقة نسبة عمر الباريون Ωb− إلى الباريون Ξb− لتكون 1.109±0.055±0.010، مما يعطي عمراً محسناً لـ Ωb− يبلغ 1.751±0.089±0.022 بيكوثانية، وهو ما يتوافق مع تنبؤات نظرية التوسع في الكوارك الثقيل.
المؤلفون الأصليون: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, 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, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, A. A. Alves, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, Z. Amos, L. An, L. Anderlini, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, 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, M. Bai, Z. B. Bai, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, I. R. Barbosa, W. Barker, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J. L. M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, L. Bertsch, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. B. Bonacci, 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, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, E. Butera, C. Buti, J. S. Butter, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. Campomagnani, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, A. Codovini, C. S. Codovini, 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, A. Corallo, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G. C. Costantino, C. Cotirlan, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, 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, F. De Gregorio, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, A. De Robertis, E. De Santis, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Demaire-Lepape, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, J. F. Diverchy, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, J. Dorta Moreno, A. C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, B. Fernandez Rodino, J. Fernandez-John, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R. A. Fini, R. Fiorenza, M. Fiorini, M. Firlej, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, L. A. 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, Y. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, M. Fulghieri, 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, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, J. George, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, 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, A. Glioti, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, A. G. Gomez Mongui, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, S. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, M. Guittiere, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, L. Hartman, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, A. Henrot, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, S. Jacevicius, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, 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, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, V. Kholoimov, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, A. Kurzina, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, M. Lehuraux, C. Lemettais, 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, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, J. Lin, S. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, J. Lyu, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, R. Mangrulkar, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, L. Mareso, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, C. Martinez, A. Martinez Armas, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, L. Matzner, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, S. E. R. Medaer, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, S. Mico, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, N. Muangkod, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, A. Novo Cal, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, N. Oldman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, 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, L. Palini, L. Palombini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, 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, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, C. Perez, A. Perez Casas, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, A. Petkovic, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, E. Picatoste Olloqui, M. Piccini, L. Piccolo, F. Piernas Diaz, B. 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, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M. S. Rangel, 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, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, A. Romano, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M. S. Rudolph, G. Ruggiero, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, H. Schumacher, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, S. Shelton, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, M. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, P. Svihra, V. Svintozelskyi, J. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, R. Thornton, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Torlai, L. Toscano, D. Y. Tou, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, A. Valassi, 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, P. Varrella, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, 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, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, C. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, A. S. White, 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, T. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, S. Zalambani, J. A. Zamora Saa, F. Zangari, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, M. Zhao, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, T. Zies, D. Zuliani, X. Zuo
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
في عالم الجسيمات دون الذرية، تتكون المادة من عائلة صغيرة من الجسيمات الأساسية تسمى الكواركات. ومن بين هذه الكواركات، يعتبر كوارك "الجمال" (beauty) ثقيلاً للغاية وغير مستقر، مما يعني أنه لا يدوم طويلاً قبل أن يتفكك إلى جسيمات أخف. وقد طور الفيزيائيون إطاراً رياضياً متطوراً للتنبؤ بالمدة التي ينبغي أن تبقى فيها هذه الجسيمات الثقيلة قبل أن تتحلل. هذا الإطار، المعروف باسم "توسع الكوارك الثقيل" (heavy quark expansion)، يشير إلى أنه بينما يجب أن تمتلك جميع الجسيمات التي تحتوي على كوارك جمال واحد تقريباً نفس العمر الافتراضي تقريباً، فإن الاختلافات الطفيفة في بنيتها الداخلية - وتحديداً كيفية تفاعل الكواركات المكونة الأخرى - يجب أن تسبب تباينات ضئيلة في أوقات بقائها. إن قياس هذه التباينات بدقة متناهية أمر بالغ الأهمية لأنه يعمل بمثابة اختبار جهد لفهمنا الحالي للكون. فإذا تطابقت القياسات مع التنبؤات، فإن ذلك يؤكد متانة نظرياتنا؛ أما إذا تباينت، فقد يشير ذلك إلى وجود فيزياء جديدة تماماً لم نكتشفها بعد.
لقد اتخذ فريق من الباحثين في تجربة "LHCb" (تجربة مصادم الهادرونات الكبير للجمال) خطوة مهمة للأمام في هذا السعي من خلال قياس العمر الافتراضي لجسيم نادر يسمى باريون Ωb−. هذا الجسيم فريد من نوعه لأنه يتكون من كوارك جمال ثقيل وكواركين آخرين يُعرفان بكواركات "الغريب" (strange). هذا المزيج المحدد يجعله متميزاً عن جسيمات الجمال الأخرى، مما يوفر فرصة خاصة لسبر أغوار القوى التي تربط هذه الجسيمات ببعضها البعض. قام الباحثون بتحليل مجموعة ضخمة من البيانات الناتلة عن تصادمات البروتونات، والتي جُمعت على مدار أربع سنوات، للعثور على هذه الجسيمات العابرة وتتبعها. ومن خلال مقارنة مدة حياة Ωb− مع جسيم مشابه وأكثر شيوعاً يسمى Ξb−، تمكنوا من تحديد العمر الافتراضي لـ Ωb− بدقة تبلغ ضعف أي قياس سابق.
اعتمدت التجربة على غربلة مليارات التصادمات للعثور على الحالات القليلة التي يتم فيها إنشاء باريون Ωb− ثم يتحلل إلى مجموعة محددة من الجسيمات الأخف. ركز الفريق على طريقتين مختلفتين يمكن أن يحدث من خلالهما هذا التحلل: إحداهما حيث يتفكك الجسيم إلى مزيج من البروتونات والبيونات والكاونات، والأخرى حيث ينتج زوجاً من الميونات إلى جانب جسيمات أخرى. ولأن Ωb− يُنتج نادراً جداً ويتحلل بسرعة كبيرة، فإن العثور على أمثلة كافية لإجراء قياس موثوق يمثل تحدياً هائلاً. استخدم الباحثون حواسيب قوية لمحاكاة كيفية سلوك هذه الجسيمات داخل كواشفهم، مما سمح لهم بالتمييز بين الإشارة الحقيقية والضجيج الخلفي الهائل لتفاعلات الجسيمات الأخرى. كما قاموا بتصحيح أي انحيازات في معداتهم أو برمجياتهم بعناية، لضمان دقة العدد النهائي للجسيمات.
بعد جمع البيانات، حسب الفريق نسبة العمر الافتراضي لـ Ωb− إلى العمر الافتراضي لـ Ξb−. ووجدوا أن Ωb− يعيش لفترة أطول بنحو 1.11 مرة من جاره من الجسيمات. وعندما دمجوا هذه النتيجة الجديدة مع قياسات سابقة من مرحلة سابقة من التجربة، توصلوا إلى قيمة حاسمة للعمر الافتراضي لـ Ωb− وهي: 1.751 بيكوثانية. البيكوثانية هي وحدة زمنية قصيرة للغاية، تساوي جزءاً من تريليون من الثانية، ولكن في عالم الجسيمات دون الذرية، هي مدة يمكن قياسها وتكشف حقائق عميقة عن طبيعتها. إن عدم اليقين في هذا القياس صغير جداً، مما يمثل تحسناً كبيراً في الدقة مقارنة بالمتوسط العالمي المعروف قبل هذه الدراسة.
تتوافق النتيجة بشكل ملحوظ مع التنبؤات التي وضعها إطار "توسع الكوارك الثقيل". هذا الاتفاق يشير إلى أن نماذجنا النظرية الحالية تصف بشكل صحيح كيفية عمل القوة النووية القوية داخل هذه الجسيمات المعقدة. كما درست الدراسة ما إذا كانت بعض عمليات التحلل النادرة، والتي لا يتم أخذها في الاعتبار بشكل كامل في النظرية القياسية، قد تؤدي إلى انحراف النتائج. وخلص الباحثون إلى أن أي تأثيرات من هذا القبيل ستكون أصغر من أن تغير النتيجة بشكل كبير عند مستوى الدقة الحالي. وبينما يعد التطابق بين النظرية والتجربة أمراً مطمئناً، يشير المؤلفون إلى أن المزيد من تقليل عدم اليقين في القياس في المستقبل سيسمح باختبارات أكثر صرامة. هذا العمل لا يقلب الفيزياء القائمة، بل يعمل على إحكام البراغي على فهمنا، مؤكداً أن "توسع الكوارك الثقيل" يظل أداة قوية لوصف سلوك اللبنات الأساسية للكون.
ملخص تقني: قياس عمر باريون Ωb−
المشكلة والدوافع
يوفر إطار توسيع الكوارك الثقيل (HQE) طريقة نظرية للتنبؤ بمعدلات الاضمحلال الشامل للهادرونات التي تحتوي على كوارك جمال (beauty) عن طريق التوسع في قوى ثابت الاقتران القوي (αs) و ΛQCD/mb. وبينما يتنبأ توسيع الكوارك الثقيل عند الرتبة المهيمنة بتساوي أعمار جميع الهادرونات التي تضم كوارك b منفردًا، فإن التأثيرات غير الاضطرابية من رتب عليا — وتحديدًا العمليات الحركية، والداروين، والمغناطيسية الكرومومغناطيسية — تُدخل اختلافات في عروض الاضمحلال الكلية. ويُعد باريون Ωb− ($bss$) مجال اختبار فريد لهذه التنبؤات لأنه يحتوي على اثنين من كواركات الغرينج (strange) التكافؤية في حالة سبين-1، وهو تكوين يستقصي العملية المغناطيسية الكرومومغناطيسية الغائبة في باريونات كوارك b المستقرة الأخرى مثل Λb0 و Ξb0 و Ξb−.
قبل هذا العمل، كانت الدقة التجريبية على عمر Ωb− محدودة، حيث بلغ المتوسط العالمي τΩb−=1.64±0.16 بيكو ثانية. وقد أعاق هذا اليقين الكبير اختبار تنبؤات إطار HQE. يعالج هذا البحث هذا القصور من خلال تقديم قياس جديد عالي الدقة لنسبة العمر rτ≡τΩb−/τΞb− وللعمر المطلق لـ Ωb− باستخدام بيانات LHCb Run 2.
المنهجية
يستخدم التحليل عينة من بيانات تصادمات $pp$ التي جمعها تجربة LHCb خلال فترة Run 2 (2015–2018) عند طاقة مركز الكتلة s=13 تريليون إلكترون فولت، وهو ما يقابل لومينوسية متكاملة قدرها 6 fb−1. يعتمد القياس على تحديد النسبة المصححة بالكفاءة لعوائد الإشارة كدالة لزمن الاضمحلال، R(t)، لمجموعتين من أنماط الاضمحلال:
- الأنماط الهادرونية: (Ωb−,Ξb−)→(Ωc0π−,Ξc0π−)، مع اضمحلالات لاحقة لـ (Ωc0,Ξc0)→pK−K−π+.
- أنماط J/ψ: (Ωb−,Ξb−)→(J/ψΩ−,J/ψΞ−)، مع (Ω−,Ξ−)→(ΛK−,Λπ−)، و Λ→pπ−، و J/ψ→μ+μ−.
تُنمذج النسبة R(t) كـ R(t)=R0exp(λt)، حيث λ=1/τΞb−−1/τΩb−. ومن ثم يتم اشتقاق نسبة العمر عبر rτ=1/(1−λτΞb−).
تشمل المكونات التقنية الرئيسية للتحليل ما يلي:
- اختيار الأحداث: يتم إعادة بناء المرشحين باستخدام متطلبات صارمة لتحديد الهوية (PID) والخصائص الكينماتيكية. يُستخدم شجر القرار المعزز بالتدرج (BDT) لقمع الخلفية التوليفية، ويتم تدريبه على محاكاة الإشارة ونطاقات البيانات الجانبية.
- تصحيحات المحاكاة: تُطبق تصحيحات واسعة النطاق على المحاكاة لتتطابق مع البيانات. وتشمل هذه التصحيحات معايرة تحديد الهوية (PID) باستخدام قنوات التحكم (D∗+, Λb0, J/ψ)، وإعادة وزن أطياف (pT,η)، وتصحيحات لمساهمات الرنين (K∗0, Λ(1520)) في اضمحلالات Ωc0 و Ξc0. كما تُطبق أوزان محددة لتصحيح عدم تماثل الزخم في اضمحلالات Λ والهايبرونات الملاحظة في البيانات والتي لم تُحاكى بالكامل في المحاكاة.
- استراتيجية الملاءمة: يتم استخراج عوائد الإشارة في فئات زمن اضمحلال محددة باستخدام ملاءمات احتمالية قصوى غير مجمعة ومتزامنة ممتدة. يتم تمثيل شكل كتلة الإشارة بواسطة مجموع من دالتي "كريستال بول" (Crystal Ball). أما الخلفيات، بما في ذلك الاضمحلالات ذات إعادة البناء الجزئي والأنماط الخاطئة في تحديد الهوية، فيتم نمذجتها باستخدام أشكال مشتقة من المحاكاة أو من البيانات الجانبية.
- الارتيابات المنهجية: تشمل المصادر حجم عينة المحاكاة، ونمذجة شكل الإشارة والخلفية، وكفاءة مطابقة الحقيقة، ومتطلبات BDT، ودقة عمر Ξb−. وُجد أن إجمالي الارتياب المنهجي أصغر بكثير من الارتياب الإحصائي.
المساهمات الرئيسية والنتائج
يُنتج التحليل نسب الأعمار التالية، مع دمج الارتيبات الإحصائية والمنهجية:
- الأنماط الهادرونية: rτhad=1.100±0.079±0.010
- أنماط J/ψ: rτJ/ψ=1.172±0.102±0.011
هذان القياسان متسقان مع بعضهما البعض. وعند دمجهما مع قياسات Run 1 السابقة في نفس أنماط الاضمحلال، تكون نسبة العمر النهائية المتوسطة هي:
rτ=1.109±0.055 (إحصائي)±0.010 (منهجي)
باستخدام عمر Ξb− المعروف (τΞb−=1.579±0.018±0.014 بيكو ثانية)، تم تحديد العمر المطلق لـ Ωb− ليكون:
τΩb−=1.751±0.089 (إحصائي)±0.022 (منهجي) ps
الأهمية
يزعم البحث أن هذا القياس يحسن دقة عمر Ωb− بنحو عامل قدره اثنين مقارنة بالمتوسط العالمي السابق. والنتائج متسقة مع أحدث التنبؤات النظرية من إطار HQE (rτHQE=1.054±0.046)، حيث تتفق ضمن انحراف معياري واحد. ويشير المؤلفون إلى أنه بينما يمكن لانتقالات s→uW− (التي لم تُعالج بالكامل في HQE) أن تُزيح النسبة نظريًا بنحو 1%، إلا أن الدقة الحالية غير كافية لحل هذا التأثير. ويخلص البحث إلى أن المزيد من التقليص في الارتيبات التجريبية والنظرية سيكون ضروريًا لإجراء اختبار أكثر صرامة لتنبؤات HQE المتعلقة بالعملية المغناطيسية الكرومومغناطيسية في نظام $bss$.
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.