Measurement of the branching fractions and longitudinal polarisations of B(s)0→K∗0K∗0 decays
2011-2018 के 9 fb⁻¹ LHCb टकराव डेटा का उपयोग करते हुए, यह अध्ययन B0 और Bs0 के K∗0K∗0 क्षय (decays) के ब्रांचिंग फ्रैक्शन्स और अनुदैर्ध्य ध्रुवीकरण अंशों (longitudinal polarisation fractions) को मापता है, जो B→VV क्षय में अनुदैर्ध्य ध्रुवीकरण के संबंध में प्रयोगात्मक परिणामों और सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के बीच 4.4σ के तनाव की पुष्टि करता है।
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, 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, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, 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, Z. Baldwin, 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, A. Bellavista, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Benane, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, S. Bernet Andres, A. Bertolin, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, J. Bhom, 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, 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, J. Brown, D. Brundu, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, A. T. Burke, C. Burr, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, S. Calderon Ramirez, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. F. Campoverde Quezada, S. Capelli, M. Caporale, 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, I. Celestino, 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, A. Chen Hu, 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, G. Cordova, 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, X. Dai, E. Dall'Occo, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, J. Daniel, 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, 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, D. Elizondo Blanco, 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, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, M. Feng, 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, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, L. L. Gerken, 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, 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, N. A. Grieser, L. Grillo, S. Gromov, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, 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, N. Heatley, 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. 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, 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, T. Jakoubek, 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, K. Kalecinska, 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, S. Klaver, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. K. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, 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, 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, I. Lobo, 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, H. 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, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, G. Meier, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, 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, 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. 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, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, E. Nekrasova, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, P. Neustroev, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, N. Nikitin, L. Nisi, 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, 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, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, G. Panshin, 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, 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, S. Pezzulo, 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, K. Popp, S. Poslavskii, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Q. Qian, W. Qian, N. Qin, 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, 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. 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., 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, G. Scriven, 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, K. Solovieva, 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, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, E. N. Stein, O. Steinkamp, D. Strekalina, Y. Su, F. Suljik, J. Sun, J. Sun, L. Sun, D. Sundfeld, W. Sutcliffe, P. Svihra, 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, A. Vaitkevicius, 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, J. A. Ward, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, 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, M. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, V. Yeroshenko, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, X. Yuan, Y Yuan, 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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कल्पना कीजिए कि ब्रह्मांड एक विशाल, हाई-स्पीड डांस फ्लोर है जहाँ क्वार्क (quarks) नामक सूक्ष्म कण लगातार अपने साथी बदल रहे हैं और घूम रहे हैं। इस शोध पत्र में, CERN का LHCb सहयोग एक अत्यंत सूक्ष्म अवलोकन करने वाले कोरियोग्राफर की टीम की तरह कार्य करता है, जो B मेसॉन्स (B mesons) नामक कणों द्वारा किए जाने वाले एक बहुत ही विशिष्ट, दुर्लभ नृत्य (dance move) को देख रहा है।
यहाँ उन्होंने जो पाया है, उसकी सरल व्याख्या दी गई है।
नृत्य: एक दुर्लभ स्पिन (The Dance: A Rare Spin)
वे जिन कणों को देख रहे हैं वे B0 और Bs0 मेसॉन्स हैं। ये भारी कण हैं जो अंततः दो हल्के, घूमने वाले कणों में टूट जाते हैं जिन्हें K∗ मेसॉन्स कहा जाता है (जो जल्दी से एक केऑन (Kaon) और एक पायोन (Pion) में बदल जाते हैं)।
K∗ मेसॉन्स को घूमते हुए लट्टुओं (spinning tops) की तरह समझें। जब वे बनते हैं, तो वे अलग-अलग तरीकों से घूम सकते हैं:
- अनुदैर्ध्य (Longitudinal): एक बंदूक से निकली गोली की तरह घूमना (अपनी दिशा के साथ संरेखित)।
- अनुप्रस्थ (Transverse): जमीन पर लुढ़कते हुए पहिये की तरह घूमना (अपनी दिशा के लंबवत)।
बड़ा आश्चर्य: "पोलराइजेशन पहेली" (The Big Surprise: The "Polarisation Puzzle")
लंबे समय से, भौतिकविदों के पास एक सिद्धांत (भौतिकी के स्टैंडर्ड मॉडल पर आधारित) था जिसने भविष्यवाणी की थी कि ये कण कैसे घूमेंगे। सिद्धांत ने कहा था: "ब्रह्मांड जिस तरह से काम करता है, उसके कारण, इन भारी कणों को ज्यादातर गोली की तरह (अनुदैर्ध्य) घूमना चाहिए।"
हालाँकि, जब LHCb टीम ने Bs0 कण को देखा, तो उन्होंने पाया कि यह बिल्कुल भी गोली की तरह नहीं घूम रहा था। यह ज्यादातर तिरछा (sideways) घूम रहा था!
- B0 कण: 60% समय गोली की तरह घूमता है।
- Bs0 कण: केवल 16% समय गोली की तरह घूमता है।
यह विशाल अंतर एक रहस्य है। यह वैसा ही है जैसे आप दो एक जैसे दिखने वाली बॉलिंग गेंदों को फेंकें, और एक हमेशा सीधे लेन में लुढ़के, जबकि दूसरी हमेशा अपने किनारे पर बेतहाशा घूमती रहे। शोध पत्र इसे "पोलराइजेशन पहेली" कहता है।
जांच: एक व्यापक डेटा खोज (The Investigation: A Massive Data Hunt)
इसे हल करने के लिए, टीम ने केवल कुछ ही नृत्यों को नहीं देखा; उन्होंने 2011 और 2018 के बीच लार्ज हैड्रोन कोलाइडर (LHC) से 9 अरब टकरावों को देखा। यह एक स्टेडियम भरी भीड़ को आठ साल तक लगातार नाचते हुए देखने जैसा है ताकि केवल कुछ सौ विशिष्ट मूव्स को खोजा जा सके।
उन्होंने एक तकनीक का उपयोग किया जिसे एम्प्लीट्यूड एनालिसिस (amplitude analysis) कहा जाता है। कल्पना कीजिए कि आप एक धुंधले, तेज़ गति वाले वीडियो को देखकर किसी नृत्य की कोरियोग्राफी को समझने की कोशिश कर रहे हैं। टीम को "सिग्नल" (असली नृत्य) को "शोर" (एक दूसरे से टकराते लोग या बैकग्राउंड संगीत) से अलग करने के लिए एक जटिल गणितीय मॉडल बनाना पड़ा।
उन्होंने पिछले अध्ययनों की तुलना में अपने उपकरणों में महत्वपूर्ण सुधार किया:
- उन्होंने नृत्य को स्पष्ट रूप से देखने के लिए बेहतर "कैमरे" (डिटेक्टर सिमुलेशन) का उपयोग किया।
- उन्होंने "बैकग्राउंड शोर" (अन्य कणों) को बहुत अधिक सटीकता से मॉडल किया।
- उन्होंने स्पिन को वर्णित करने के लिए एक नई गणितीय भाषा (कोवेरिएंट टेंसर फॉर्मलिज्म) का उपयोग किया, जिसने उस अनिश्चितता को हटा दिया जो पिछले अध्ययनों में मौजूद थी।
परिणाम: पहेली और बड़ी हो गई (The Results: The Puzzle Gets Bigger)
संख्याओं की गणना करने के बाद, टीम ने पहले की तुलना में बहुत अधिक सटीकता के साथ इस रहस्य की पुष्टि की।
- उन्होंने बहुत कम त्रुटि मार्जिन के साथ सटीक "स्पिन रेश्यो" को मापा।
- उन्होंने एक विशिष्ट संख्या (जिसे LK∗0K∗0 कहा जाता है) की गणना की जो दोनों कणों की तुलना करती है। उनका परिणाम 4.92 था।
- इस संख्या के लिए सबसे अच्छा सैद्धांतिक अनुमान 26.08 था।
उनके माप (4.92) और सिद्धांत (26.08) के बीच का अंतर बहुत बड़ा है—अपेक्षित त्रुटि मार्जिन के आकार से लगभग 4.4 गुना। कण भौतिकी की दुनिया में, यह एक "4.4 सिग्मा" का परिणाम है। यह एक सिक्का 100 बार उछालने और हर बार 'हेड्स' आने जैसा है; यह इतना असंभव है कि आप संदेह करने लगते हैं कि सिक्का पक्षपाती है या सिक्कों के काम करने के बारे में आपकी समझ गलत है।
इसका क्या अर्थ है?
शोध पत्र निष्कर्ष निकालता है कि जो हम लैब में देखते हैं और जो हमारे वर्तमान सर्वश्रेष्ठ सिद्धांत भविष्यवाणी करते हैं, उनके बीच एक महत्वपूर्ण तनाव (significant tension) है।
पेपर दो मुख्य संभावनाओं का सुझाव देता है:
- नया भौतिकी (New Physics): एक छिपा हुआ बल या एक नया कण (हमारे वर्तमान "स्टैंडर्ड मॉडल" से परे कुछ) हो सकता है जो नृत्य को प्रभावित कर रहा है, जिससे Bs0 अलग तरह से घूम रहा है।
- छिपी हुई जटिलता (Hidden Complexity): हमारे वर्तमान सिद्धांत में कुछ सूक्ष्म, जटिल विवरण (हैड्रोनिक प्रभाव) हो सकते हैं जिन्हें हमने अभी तक सही ढंग से कैलकुलेट नहीं किया है।
निचोड़ (The Bottom Line)
यह शोध पत्र यह दावा नहीं करता है कि उसने रहस्य को सुलझा लिया है या कोई नया कण खोज लिया है। इसके बजाय, यह इस अजीब घूमने वाले व्यवहार का अब तक का सबसे सटीक माप प्रदान करता है। यह वैज्ञानिक समुदाय को बताता है: "हमने इसे बहुत सावधानी से मापा है, और संख्याएं निश्चित रूप से सिद्धांत से मेल नहीं खाती हैं। हमें अपने नियमों पर पुनर्विचार करने की आवश्यकता है।"
यह एक उच्च-परिशुद्धता वाला माप है जो ब्रह्मांड के काम करने के तरीके के बारे में कुछ पूरी तरह से नया खोजने के लिए द्वार खुला रखता है, या कम से कम, हमें अपने मौजूदा सिद्धांतों को तब तक पॉलिश करने के लिए मजबूर करता है जब तक कि वे डेटा के अनुकूल न हो जाएं।
CERN-EP-2025-265 का तकनीकी सारांश: B(s)0→K∗0K∗0 क्षय के ब्रांचिंग अंशों और अनुदैर्ध्य ध्रुवीकरण (longitudinal polarisations) का मापन
समस्या और प्रेरणा
B0→K∗0K∗0 और Bs0→K∗0K∗0 क्षय मुख्य रूप से ग्लुओनिक लूप (पेंगुइन) संक्रमणों (b→dss और b→sdd, क्रमशः) के माध्यम से होते हैं। अपने लूप-सप्रेश्ड (loop-suppressed) स्वभाव के कारण, ये प्रक्रियाएं न्यू फिजिक्स (NP) के लिए संवेदनशील जांच के रूप में कार्य करती हैं। B→VV क्षयों में अनुदैर्ध्य ध्रुवीकरण अंशों (fL) के संबंध में प्रयोगात्मक मापों और सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के बीच एक विशिष्ट तनाव मौजूद है। जबकि नैव फैक्टराइजेशन (naive factorisation) यह भविष्यवाणी करता है कि हेलिसिटी सप्रेशन के कारण अनुदैर्ध्य घटक (longitudinal component) हावी होना चाहिए, पिछले मापों ने काफी कम fL मान दिखाए हैं, विशेष रूप से Bs0 क्षयों के लिए। यह विसंगति, जिसे "पोलराइजेशन पज़ल" (polarisation puzzle) के रूप में जाना जाता है, कमजोर-विलुप्ति (weak-annihilation), चार्म-लूप्स और अंतिम-अवस्था अंतःक्रियाओं (final-state interactions) से जुड़े विभिन्न सैद्धांतिक स्पष्टीकरणों की ओर ले गई है।
NP खोजों के लिए एक परीक्षण योग्य प्रमुख अवलोकनिक राशि, वर्ग अनुदैर्ध्य ध्रुवीकृत क्षय आयामों का अनुपात, LK∗0K∗0 है, जिसे इस प्रकार परिभाषित किया गया है:
LK∗0K∗0≡GB(B0→K∗0K∗0)B(Bs0→K∗0K∗0)fLdfLs
जहाँ G द्रव्यमान और जीवनकाल के अंतरों को नियंत्रित करता है। इस अनुपात में हैड्रोनिक अनिश्चितताएं काफी हद तक रद्द हो जाती हैं, जिससे यह NP खोजों के लिए एक "गोल्डन चैनल" बन जाता है। 3 fb−1 डेटा का उपयोग करके पिछले LHCb मापों ने fLd और fLs के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर दर्शाया था, लेकिन इसमें परिशुद्धता सीमित थी।
कार्यप्रणाली (Methodology)
यह शोध पत्र 2011 और 2018 (रन 1 और रन 2) के बीच LHCb डिटेक्टर द्वारा एकत्र किए गए 9 fb−1 के एकीकृत ल्यूमिनोसिटी वाले $ppटकरावडेटाकाउपयोगकरतेहुए,(K^+\pi^-)(K^-\pi^+)अंतिमअवस्थाकेB^0औरB^0_s$ क्षयों के समय- और फ्लेवर-एकीकृत आयाम विश्लेषण (amplitude analysis) को प्रस्तुत करता है।
- घटना चयन (Event Selection): सिग्नल उम्मीदवारों का चयन चार आवेशित ट्रैकों की आवश्यकता के साथ किया जाता है जो K∗(892)0 द्रव्यमान क्षेत्र के भीतर K±π∓ युग्मों के अनुरूप हों। ब्रांचिंग अंशों को ज्ञात मोड के सापेक्ष मापने के लिए नॉर्मलाइजेशन मोड (B0→D−π+ और Bs0→Ds−π+) का उपयोग किया जाता है। कॉम्बिनेटरियल बैकग्राउंड को दबाने के लिए एक बूस्टेड डिसीजन ट्री (BDT) क्लासिफायर का उपयोग किया जाता है, जिसे अलग-अलग डेटा लेने की अवधियों में सिग्नल और नॉर्मलाइजेशन मोड के लिए अलग से प्रशिक्षित किया गया है।
- आयाम विश्लेषण (Amplitude Analysis): विश्लेषण पिछले अध्ययनों में उपयोग किए गए हेलिसिटी फॉर्मलिज्म के बजाय एक कोवेरिएंट टेंसर (जेमैक - Zemach) फॉर्मलिज्म का उपयोग करता है। यह दृष्टिकोण वेक्टर-वेक्टर अवस्थाओं के उत्पादन वर्टेक्स पर बैरियर फैक्टर्स से जुड़ी अस्पष्टताओं को कम करता है। कुल आयाम को S,P, और D-तरंगों में वेक्टर-वेक्टर ($VV)अवस्थाओंऔरस्केलर−स्केलर(SS)यावेक्टर−स्केलर(VS$) विन्यासों सहित मध्यवर्ती घटकों के एक सुसंगत योग (coherent sum) के रूप में निर्मित किया गया है।
- S-wave मॉडलिंग: Kπ S-वेव योगदान को πK स्कैटरिंग डेटा पर आधारित एक डिस्पर्सिव दृष्टिकोण का उपयोग करके मॉडल किया गया है, जिसे डेटा से सीधे निर्धारित जटिल-मान वाले बहुपदों (complex-valued polynomials) द्वारा मॉड्युलेट किया गया है।
- दक्षता और सिमुलेशन (Efficiency and Simulation): पिछले विश्लेषणों की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार समय-एकीकृत मात्राओं (ct और st) की गणना में डिटेक्टर स्वीकृति प्रभावों का समावेश है। दक्षता मानचित्र (efficiency maps) बड़े फेज-स्पेस यूनिफॉर्म सिमुलेशन नमूनों से प्राप्त किए जाते हैं, जिन्हें ट्रैकिंग, पार्टिकल आइडेंटिफिकेशन (PID), और ट्रिगर दक्षता में डेटा और सिमुलेशन के बीच अंतर को ठीक करने के लिए कंट्रोल सैंपल्स (जैसे D0→K−π+ और J/ψ→μ+μ−) के साथ कैलिब्रेट किया जाता है।
- फिटिंग रणनीति (Fitting Strategy): चार-बॉडी मास वितरणों पर यील्ड (yields) निकालने के लिए विस्तारित अनबिन्डेड मैक्सिमम-लाइक्लीहुड फिट किए जाते हैं। आयाम फिट sWeights का उपयोग करके बैकग्राउंड को घटाने के लिए sFit पद्धति का उपयोग करता है। sWeights की उपस्थिति के कारण सांख्यिकीय अनिश्चितताओं का अनुमान लगाने के लिए बूटस्ट्रैपिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।
प्रमुख योगदान और परिणाम
यह विश्लेषण इन क्षय मोड के लिए अब तक के सबसे सटीक माप प्रदान करता है, जो पिछले LHCb परिणामों को प्रतिस्थापित करता है।
ब्रांचिंग अंश (Branching Fractions): ब्रांचिंग अंशों को नॉर्मलाइजेशन मोड के सापेक्ष मापा गया है:
- B(Bs0→K∗0K∗0)=(0.938±0.025 (stat)±0.019 (syst)±0.036 (ext))×10−5
- B(B0→K∗0K∗0)=(4.73±0.30 (stat)±0.43 (syst)±0.16 (ext))×10−7
ये परिणाम विश्व औसत की तुलना में परिशुद्धता में क्रमशः 5.7 और 4.4 गुना वृद्धि का प्रतिनिधित्व करते हैं।
अनुदैर्ध्य ध्रुवीकरण अंश (Longitudinal Polarisation Fractions):
मापे गए अंश हैं:- fLd=0.600±0.022 (stat)±0.017 (syst)
- fLs=0.159±0.010 (stat)±0.007 (syst)
परिणाम पुष्टि करता है कि Bs0→K∗0K∗0 में अनुदैर्ध्य ध्रुवीकरण B0→K∗0K∗0 की तुलना में काफी कम है, जो U-spin समरूपता और QCD फैक्टराइजेशन के विपरीत है।
अवलोकनिक राशि LK∗0K∗0:
सिद्धांत-प्रेरित अनुपात निर्धारित किया गया है:
LK∗0K∗0=4.92±0.55 (stat)±0.48 (syst)±0.02 (ext)±0.10 (fs/fd)
यह मान पिछले LHCb रन 1 परिणामों के साथ अच्छी सहमति में है, लेकिन काफी उच्च परिशुद्धता के साथ।
महत्व और दावे
यह शोध पत्र दावा करता है कि यह मापन B→VV क्षयों में अनुदैर्ध्य ध्रुवीकरण के लिए प्रयोगात्मक निर्धारण और सैद्धांतिक भविष्यवाणियों (विशेष रूप से QCD फैक्टराइजेशन गणनाओं) के बीच 4.4 मानक विचलन (standard deviations) के स्तर पर तनाव की पुष्टि करता है।
लेखक बताते हैं कि ये माप फॉर्म-फैक्टर गणनाओं को परिष्कृत करने और उन हैड्रोनिक प्रभावों को सीमित करने के लिए मूल्यवान इनपुट प्रदान करते हैं जो स्टैंडर्ड मॉडल के सटीक परीक्षणों को प्रभावित करते हैं। हालांकि देखे गए विचलन न्यू फिजिक्स के योगदान का संकेत दे सकते हैं, पेपर विनम्रतापूर्वक नोट करता है कि वे खराब तरीके से नियंत्रित (poorly constrained) स्टैंडर्ड मॉडल प्रभावों का परिणाम भी हो सकते हैं। ये परिणाम B(s)0→K∗0K∗0 और संबंधित B→VV मोड के निरंतर सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक सूक्ष्म परीक्षणों को प्रेरित करते हैं। शोध पत्र निष्कर्ष निकालता है कि आगामी LHCb रन 3 से अपेक्षित बढ़ी हुई सांख्यिकीय परिशुद्धता और भविष्य के सैद्धांतिक अनिश्चितताओं में कमी के साथ, फ्लेवर सिमेट्री के अधिक कड़े परीक्षण संभव होंगे।
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