First evidence of CP violation in beauty baryon to charmonium decays
LHCb के 2015-2018 के डेटा का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने चार्मोनियम में ब्यूटी बैरयॉन क्षय (beauty baryon decays) में CP उल्लंघन के पहले साक्ष्य देखे, जिसमें 4.31±1.06±0.28% का एक संयुक्त विषमता अंतर (asymmetry difference) और 3.9σ की सार्थकता मापी गई।
मूल लेखक: 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. 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, Y. Cao, 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, C. Feng, 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. 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, 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, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, 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. J. 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. Iohner, 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, D. K. Klekots, 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, J. Kvapil, 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, Z. Liang, S. Libralon, A. 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, S. Lyu, 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. 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, J. R. Pybus, S. Qasim, 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, N. 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, J. Shen, 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, V. Svintozelskyi, 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. 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, 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, J. A. Zamora Saa, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. 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
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ब्रह्मांड की कल्पना एक विशाल, अराजक रसोई के रूप में करें जहाँ कण (particles) सामग्रियाँ (ingredients) हैं। दशकों से, भौतिक विज्ञानी एक विशाल रहस्य को सुलझाने की कोशिश कर रहे हैं: पदार्थ (वह चीज़ जिससे हम बने हैं) एंटी-पदार्थ (वह "विपरीत-सामग्री" जो बिग बैंग के दौरान सब कुछ नष्ट कर सकती थी) की तुलना में अधिक क्यों है?
यदि ब्रह्मांड पूरी तरह से सममित (symmetrical) होता, तो पदार्थ और एंटी-पदार्थ एक-दूसरे को रद्द कर देते, जिससे केवल प्रकाश ही बचता। लेकिन हम यहाँ हैं। कुछ तो ऐसा हुआ जिसने तराजू को झुका दिया। वह "कुछ" CP Violation कहलाता है।
CP Violation को इस तरह सोचें जैसे ब्रह्मांड कह रहा हो, "मेरी बाएं हाथ के पक्ष के प्रति दाएं हाथ के पक्ष की तुलना में थोड़ी प्राथमिकता है।" यदि आप दर्पण में देखते हैं, तो प्रतिबिंब बिल्कुल समान होना चाहिए, लेकिन उप-परमाणु (subatomic) दुनिया में, कभी-कभी दर्पण की छवि थोड़ा अलग व्यवहार करती है।
नई खोज: "ब्यूटी" बेरियन (The "Beauty" Baryon)
CERN के LHCb सहयोग का यह शोध पत्र एक जासूसी कहानी की तरह है। वे इस "दर्पण पूर्वाग्रह" (mirror bias) के प्रमाण की तलाश कर रहे थे, जो एक विशिष्ट प्रकार के कण क्षय (particle decay) में दिखता है।
- संदिग्ध (The Suspects): उन्होंने Λb0 बेरियन नामक एक भारी कण का अध्ययन किया (इसे "ब्यूटी" बेरियन मान लें क्योंकि इसमें एक "ब्यूटी" या "बॉटम" क्वार्क होता है)।
- अपराध स्थल (The Crime Scene): यह भारी कण हल्के कणों में टूट जाता (decay) है। टीम ने इसके टूटने के दो विशिष्ट तरीकों का अध्ययन किया:
- पथ A: एक "चारमोनियम" (एक भारी चारम-एंटीचारम जोड़ा), एक प्रोटॉन और एक पायोन (एक हल्का कण) में टूटना।
- पथ B: उसी चारमोनियम और प्रोटॉन में टूटना, लेकिन पायोन के बजाय एक केऑन (kaon) के साथ।
उपमा: जुड़वां भाई
दो समान जुड़वां भाइयों की कल्पना करें, कण A और कण B। उन्हें एक-दूसरे का सटीक दर्पण प्रतिबिंब होना चाहिए।
- नियम: यदि आप एक सिक्का उछालते हैं, तो चित (heads) और पट (tails) 50/50 आने चाहिए।
- ट्विस्ट: उप-परमाणु दुनिया में, कभी-कभी सिक्के का "चित" वाला हिस्सा "पट" वाले हिस्से से थोड़ा भारी होता है।
वैज्ञानिक यह देखना चाहते थे कि क्या "ब्यूटी" बेरियन का टूटने का कोई पसंदीदा तरीका है। उन्होंने देखा कि कैसे पदार्थ वाले संस्करण के कण ने पथ A बनाम पथ B को चुना, और इसकी तुलना इस बात से की कि एंटी-पदार्थ वाले संस्करण ने वैसा ही कैसे किया।
परिणाम: उन्हें एक अंतर मिला!
- "पदार्थ" वाले संस्करण ने पथ A को "एंटी-पदार्थ" वाले संस्करण की तुलना में थोड़ा अधिक पसंद किया।
- यह अंतर लगभग 4% था।
- कण भौतिकी की दुनिया में, 4% का अंतर बहुत बड़ा होता है। यह 1,000 बार सिक्का उछालने और 520 चित और 480 पट प्राप्त करने जैसा है। यह कोई इत्तेफाक नहीं है; यह एक पैटर्न है।
यह क्यों महत्वपूर्ण है
इससे पहले, वैज्ञानिकों ने इस "दर्पण पूर्वाग्रह" को मेसॉन्स (दो क्वार्कों से बने कण, जैसे एक विवाहित जोड़ा) में देखा था। लेकिन उन्होंने इसे बेरियंस (तीन क्वार्कों से बने कण, जैसे तीन लोगों का परिवार) में स्पष्ट रूप से कभी नहीं देखा था।
मेसॉन्स को एक डुएट (दो लोगों का समूह) और बेरियंस को एक ट्रियो (तीन लोगों का समूह) के रूप में सोचें।
- हम जानते थे कि डुएट की लय पूरी तरह से सममित नहीं थी।
- यह शोध पत्र पहली बार सिद्ध करता है कि ट्रियो की लय भी टूटी हुई है।
यह स्टैंडर्ड मॉडल (Standard Model) के लिए एक "स्मोकिंग गन" (ठोस सबूत) है। यह पुष्टि करता है कि तीन-क्वार्क परिवारों के व्यवहार को नियंत्रित करने वाले नियम उतने ही जटिल और असममित हैं जितने कि दो-क्वार्क जोड़ों के। यह हमें उस "नुस्खे" को समझने में मदद करता है जिसका उपयोग ब्रह्मांड ने पदार्थ को एंटी-पदार्थ से अधिक बनाने के लिए किया था।
"ट्रिपल-प्रोडक्ट" जांच (The "Triple-Product" Check)
यह सुनिश्चित करने के लिए कि वे भ्रम (ghosts) नहीं देख रहे हैं, वैज्ञानिकों ने ट्रिपल-प्रोडक्ट एसिमेट्री नामक चीज़ की भी जाँच की।
- उपमा: एक घूमते हुए लट्टू (spinning top) की कल्पना करें। यदि आप इसे सामने से देखते हैं, तो यह घड़ी की दिशा में घूमता है। यदि आप इसे पीछे से देखते हैं, तो यह घड़ी की विपरीत दिशा में घूमता है।
- वैज्ञानिकों ने जाँच की कि क्या विस्फोट से निकले मलबे का "स्पिन" (घूर्णन) समय उत्क्रमण (time reversal) के नियमों का उल्लंघन करने वाला कोई पसंदीदा दिशा रखता है।
- फैसला: नहीं, स्पिन सममित था। यह वास्तव में अच्छी खबर है! इसका मतलब है कि मुख्य माप में पाया गया असंतुलन वास्तविक है और किसी अजीब प्रयोगात्मक गड़बड़ी के कारण नहीं है।
निचोड़ (The Bottom Line)
LHCb टीम ने, 2015-2018 के डेटा का उपयोग करते हुए, मजबूत साक्ष्य (3.9 सिग्मा) पाया कि "ब्यूटी" बेरियन क्षय के दौरान पदार्थ और एंटी-पदार्थ के साथ अलग-अलग व्यवहार करता है।
- महत्व: विज्ञान में, "3.9 सिग्मा" का अर्थ है कि इस बात की केवल 10,000 में से 1 संभावना है कि यह परिणाम एक यादृच्छिक संयोग (random fluke) है। यह आधिकारिक तौर पर "खोज" (discovery) का दावा करने के लिए आवश्यक "5 सिग्मा" (35 लाख में से 1) के बहुत करीब है। यह "हम लगभग आश्वस्त हैं" और "हम 100% सुनिश्चित हैं" के बीच का अंतर है।
- भविष्य: यह परिणाम, पुराने डेटा के साथ मिलकर, हमें अंतिम रहस्य को सुलझाने के करीब ले जाता है: हम क्यों मौजूद हैं?
संक्षेप में: ब्रह्मांड में एक हल्का सा झुकाव है, और यह शोध पत्र सिद्ध करता है कि "तीन-क्वार्क परिवार" वाले कणों का भी एक पसंदीदा पक्ष होता है, ठीक वैसे ही जैसे कि "दो-क्वार्क जोड़े" जिनका हम पहले से जानते थे। हम यह समझने के एक कदम और करीब हैं कि बिग बैंग के बाद रसोई खाली क्यों नहीं हुई।
यहाँ LHCb के पेपर CERN-EP-2025-184, जिसका शीर्षक "First evidence of CP violation in beauty baryon to charmonium decays" है, का विस्तृत तकनीकी सारांश दिया गया है।
1. समस्या और प्रेरणा (Problem and Motivation)
इस अध्ययन का प्राथमिक लक्ष्य चारमोनियम (charmonium) अंतिम अवस्थाओं में ब्यूटी बैरयॉन Λb0 के क्षय (decay) में CP उल्लंघन (CP violation - CPV) की जांच करना है। जबकि न्यूट्रल मेसॉन प्रणालियों (केऑन, B-मेसॉन) और हाल ही में चार्ज्ड B-मेसॉन के चारमोनियम क्षय (B+→J/ψπ+ बनाम B+→J/ψK+) में CP उल्लंघन अच्छी तरह से स्थापित हो चुका है, बैरयॉन क्षेत्र (baryon sector) में इसके प्रमाण मिलना कठिन रहा है।
- सैद्धांतिक संदर्भ (Theoretical Context): स्टैंडर्ड मॉडल (SM) कमजोर क्षय (weak decays) में "ट्री-लेवल" (tree-level) और "पेंगुइन" (penguin/loop) आयामों के हस्तक्षेप के माध्यम से CP उल्लंघन की भविष्यवाणी करता है।
- क्षय Λb0→J/ψpK− मुख्य रूप से b→ccˉs संक्रमण (कैब्रिब-फेवर्ड) द्वारा संचालित होता है, जहाँ पेंगुइन योगदान नगण्य होते हैं। यह एक संदर्भ चैनल (reference channel) के रूप में कार्य करता है जिसमें न्यूनतम अपेक्षित CPV होता है।
- क्षय Λb0→J/ψpπ− प्रक्रिया b→ccˉd संक्रमण (कैब्रिब-सप्रेस्ड) के माध्यम से होती है। यहाँ पेंगुइन आयाम अधिक प्रभावी होते हैं, जो इसे संभावित रूप से बड़े CP विषमताओं (asymmetries) के प्रति संवेदनशील बनाता है।
- अवलोकन योग्य (The Observable): यह पेपर इन दोनों मोड के बीच CP विषमताओं के अंतर पर ध्यान केंद्रित करता है:
ΔACP≡ACP(Λb0→J/ψpπ−)−ACP(Λb0→J/ψpK−)
ΔACP को मापने से उत्पादन और डिटेक्शन से संबंधित कई व्यवस्थित अनिश्चितताओं (systematic uncertainties) को दूर किया जा सकता है, जिससे यह बैरयॉनिक क्षय में कमजोर चरण (weak phase) और पेंगुइन योगदान का एक स्वच्छ प्रोब प्रदान करता है।
2. कार्यप्रणाली (Methodology)
डेटा सैंपल (Data Sample)
- प्रयोग: CERN में LHCb डिटेक्टर।
- डेटा अवधि: 2015-2018 के दौरान प्रोटॉन-प्रोटॉन टकराव से एकत्र किया गया Run 2।
- केंद्र-द्रव्यमान ऊर्जा (Center-of-Mass Energy): 13 TeV।
- एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (Integrated Luminosity): 6 fb−1।
- कुल डेटासेट: अंतिम संयुक्त परिणाम के लिए पिछले Run 1 (2011-2012) के डेटा के साथ मिलाया गया।
उम्मीदवार चयन और पुनर्निर्माण (Candidate Selection and Reconstruction)
- क्षय श्रृंखला (Decay Chain): Λb0→J/ψ(→μ+μ−)ph−, जहाँ h− या तो π− या K− है।
- ट्रिगर (Trigger): हार्डवेयर ट्रिगर जिसमें उच्च-pT म्यूऑन की आवश्यकता होती है; सॉफ्टवेयर ट्रिगर जो J/ψ उम्मीदवारों या बड़े इम्पैक्ट पैरामीटर वाले एकल उच्च-pT म्यूऑन का पुनर्निर्माण करता है।
- ऑफलाइन चयन (Offline Selection):
- म्यूऑन के लिए pT>500 MeV/c होना आवश्यक है और इनवेरिएंट मास [3049,3140] MeV/c2 के भीतर होना चाहिए।
- प्रोटॉन और हैड्रॉन उम्मीदवारों के लिए अच्छी ट्रैक गुणवत्ता, उच्च pT, और प्राइमरी वर्टेक्स (PV) से असंगत होना आवश्यक है।
- पार्टिकल आइडेंटिफिकेशन (PID): न्यूरल नेटवर्क जो RICH, कैलोरीमीटर और म्यूऑन सिस्टम डेटा का उपयोग करके पायोन (pions) को केऑन (kaons) से अलग करते हैं।
- बैकग्राउंड दमन (Background Suppression):
- गलत पहचान वाले Bs0 और B0 क्षयों को सख्त PID और इनवेरिएंट मास वीटो (जैसे, उन उम्मीदवारों को अस्वीकार करना जहाँ प्रोटॉन के लिए केऑन मास असाइन करने पर B0 मास प्राप्त होता है) का उपयोग करके खारिज किया जाता है।
- कॉम्बिनेटोरियल बैकग्राउंड को किनेमैटिक और पुनर्निर्माण चरों पर प्रशिक्षित ग्रेडिएंट बूस्टेड डिसीजन ट्री (BDTG) क्लासिफायर का उपयोग करके दबाया जाता है।
विश्लेषण तकनीकें (Analysis Techniques)
- यील्ड निष्कर्षण (Yield Extraction): दोनों क्षय मोड के लिए Λb0 इनवेरिएंट मास वितरणों पर एक विस्तारित अनबिन्डेड मैक्सिमम-लाइक्लीहुड फिट (extended unbinned maximum-likelihood fit) एक साथ किया जाता है।
- सिग्नल शेप: Hypatia function द्वारा मॉडल किया गया।
- बैकग्राउंड: एक्सपोनेंशियल फंक्शन द्वारा मॉडल किया गया।
- अवशिष्ट बैकग्राउंड (जैसे, π सैंपल में Λb0→J/ψpK−) को सिमुलेशन का उपयोग करके मॉडल किया गया है।
- एसिमेट्री सुधार (Asymmetry Correction):
- Araw की गणना कण और प्रति-कण के बीच यील्ड के अंतर से की जाती है।
- डिटेक्शन एसिमेट्री (Detection Asymmetry): पायोन और केऑन के बीच डिटेक्शन दक्षता के अंतर (AD(K−)−AD(π−)) के लिए एक महत्वपूर्ण सुधार लागू किया जाता है। इसे D+→KS0π+ और D+→K−π+π+ क्षयों से प्राप्त कैलिब्रेशन डेटा का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है, जिसे सिग्नल के किनेमैटिक वितरण से मेल खाने के लिए वेट किया जाता है।
- प्रोडक्शन एसिमेट्री (Production Asymmetry): Λb0→J/ψpK− सैंपल के किनेमैटिक वितरणों (p,pT,η) से मेल खाने के लिए वेटिंग तकनीकों (sPlot और hep_ml) का उपयोग किया जाता है, जिससे उत्पादन विषमताओं को समाप्त किया जाता है।
- ट्रिपल-प्रोडक्ट एसिमेट्री (TPA): कोणीय सहसंबंधों (angular correlations) के माध्यम से CPV की जांच करने के लिए, TPA (AT−odd) को मापा जाता है। यह अवलोकन विभिन्न कोणीय संवेगों (angular momenta) के बीच हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील है और इसे Λb0 रेस्ट फ्रेम में अंतिम अवस्था मोमेंटा के स्केलर ट्रिपल प्रोडक्ट का उपयोग करके परिभाषित किया जाता है।
- बिन विश्लेषण (Binned Analysis): स्थानीयकृत CPV विविधताओं की खोज के लिए चरण स्थान (phase space) को बिनों (अनुकूली बिनिंग और रेजोनेंस-आधारित बिनिंग) में विभाजित किया गया है।
3. प्रमुख योगदान (Key Contributions)
- बैरयनों में प्रथम साक्ष्य: यह कार्य चारमोनियम अंतिम अवस्थाओं के ब्यूटी बैरयॉन क्षय में CP उल्लंघन का प्रथम साक्ष्य प्रदान करता है।
- परिशुद्धता माप (Precision Measurement): यह अब तक का सबसे सटीक ΔACP माप प्रस्तुत करता है, जो व्यवस्थित अनिश्चितताओं को कम करने के लिए पूर्ण Run 2 डेटासेट और उन्नत सांख्यिकीय तकनीकों (sPlot, reweighting) का उपयोग करता है।
- संयुक्त परिणाम: यह नए Run 2 परिणाम को पिछले Run 1 माप के साथ बेस्ट लीनियर अनबायस्ड एस्टीमेट (BLUE) विधि का उपयोग करके जोड़ता है, जो व्यवस्थित अनिश्चितताओं में सहसंबंधों को ध्यान में रखता है।
- पूरक अवलोकन योग्य (Complementary Observables): डायरेक्ट CP एसिमेट्री और ट्रिपल-प्रोडक्ट एसिमेट्री का एक साथ मापन प्रत्यक्ष CPV (sinΔδsinΔϕ) की तुलना में विभिन्न चरण संयोजनों (cosΔδ′sinΔϕ′) के प्रति संवेदनशील होने के कारण, SM के अधिक व्यापक परीक्षण की पेशकश करता है।
4. परिणाम (Results)
प्राथमिक माप (Run 2 डेटा)
CP विषमताओं का अंतर मापा गया है:
ΔACP=(4.03±1.18 (stat)±0.23 (syst))%
- महत्व (Significance): शून्य (CP समरूपता) से विचलन व्यवस्थित अनिश्चितताओं को शामिल करने पर 3.3σ है।
संयुक्त माप (Run 1 + Run 2)
2014 के परिणाम (5.7±2.4±1.2%) के साथ जोड़ने पर:
ΔACPcombined=(4.31±1.06 (stat)±0.28 (syst))%
- महत्व: संयुक्त परिणाम CP समरूपता परिकल्पना के विरुद्ध 3.9σ का महत्व दर्शाता है। यह "साक्ष्य" (आमतौर पर >3σ द्वारा परिभाषित) है, लेकिन अभी तक "अवलोकन" (observation, >5σ) नहीं है।
ट्रिपल-प्रोडक्ट एसिमेट्री (Triple-Product Asymmetry)
Λb0→J/ψpπ− के लिए TPA मापा गया है:
AT−odd=(−1.37±1.15 (stat)±0.21 (syst))%
- यह परिणाम शून्य के अनुरूप है, जो कोणीय सहसंबंधों में CP समरूपता से कोई महत्वपूर्ण विचलन नहीं दिखाता है।
बिन परिणाम (Binned Results)
- चरण स्थान में CP एसिमेट्री या TPA में कोई महत्वपूर्ण भिन्नता नहीं देखी गई (4-बिन, 128-बिन और रेजोनेंस-आधारित बिनिंग स्कीम्स पर χ2 परीक्षणों के माध्यम से परीक्षण किया गया)। डेटा डैलिटी प्लॉट (Dalitz plot) में एक समान विषमता के अनुरूप है।
5. महत्व (Significance)
- स्टैंडर्ड मॉडल सत्यापन: परिणाम उन सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के अनुरूप है जो बढ़ी हुई पेंगुइन योगदानों के कारण b→ccˉd बैरयॉन संक्रमणों में बड़े CP विषमताओं का सुझाव देते हैं। यह बैरयॉन क्षेत्र में CP उल्लंघन के लिए SM विवरण को मान्य करता है।
- न्यू फिजिक्स संवेदनशीलता: हालांकि यह SM के अनुरूप है, यह माप पेंगुइन-प्रेरित चरण बदलावों (phase shifts) के परिमाण को सीमित करता है। भविष्य में इस चैनल में SM भविष्यवाणी से कोई भी विचलन न्यू फिजिक्स (NP) का संकेत दे सकता है जो कमजोर चरण या लूप आरेख को प्रभावित करता है।
- मेसॉन बनाम बैरयॉन: यह स्थापित करता है कि मेसॉन में देखे गए CP उल्लंघन के तंत्र (tree और penguin आयामों का हस्तक्षेप) बैरयॉन में भी सक्रिय और मापने योग्य हैं, बावजूद इसके कि वहां अधिक जटिल हैड्रोनिक वातावरण होता है।
- भविष्य की दृष्टि: 3.9σ का महत्व यह सुझाव देता है कि पूर्ण LHC Run 3 और Run 4 डेटासेट के साथ, LHCb संभवतः ब्यूटी बैरयॉन क्षय में CP उल्लंघन के निश्चित "अवलोकन" के लिए आवश्यक 5σ थ्रेशोल्ड तक पहुँच जाएगा।
संक्षेप में, यह पेपर फ्लेवर फिजिक्स में एक मील का पत्थर है जो CP उल्लंघन की खोज को बैरयॉन क्षेत्र तक विस्तारित करता है, जो CKM तंत्र और जटिल हैड्रोनिक प्रणालियों में पदार्थ-प्रति-पदार्थ विषमता (matter-antimatter asymmetry) का वर्णन करने की स्टैंडर्ड मॉडल की क्षमता के लिए एक महत्वपूर्ण परीक्षण प्रदान करता है।
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