Comprehensive analysis of the B0→K∗0μ+μ− decay
LHCb प्रोटॉन-प्रोटॉन टक्कर डेटा के 8.4 fb−1 का उपयोग करते हुए, यह शोध पत्र B0→K∗0μ+μ− क्षय का एक व्यापक विश्लेषण प्रस्तुत करता है जिसमें S-वेव अवलोकनों (observables) और म्यूऑन द्रव्यमान प्रभावों का पहला पूर्ण सेट शामिल है, जो पुष्टि करता है कि मापे गए $CP$-औसत अवलोकन और ब्रांचिंग अंश (branching fractions) मानक मॉडल (Standard Model) के अनुमानों के साथ निरंतर तनाव प्रदर्शित करते हैं।
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, Y. Cao, 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, C. Feng, 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, 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, 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. 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. 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, O. Kitouni, S. Klaver, N. Kleijne, D. 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, S. Lyu, 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, S. E. R. Medaer, 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, 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, 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, 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. 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, 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, 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, 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, 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 रेसट्रैक है जहाँ सूक्ष्म कण प्रकाश की गति के करीब घूम रहे हैं। LHCb प्रयोग में, वैज्ञानिक एक बहुत ही विशिष्ट, दुर्लभ टक्कर की निगरानी करने वाले सुपर-डिटेक्टिव्स की तरह हैं: एक भारी कण जिसे B0 मेसॉन कहा जाता है, एक हल्के K*0 मेसॉन और म्यूऑन (जो इलेक्ट्रॉन्स के भारी, भूतिया चचेरे भाई की तरह हैं) की एक जोड़ी में टूट रहा है।
यह केवल कोई साधारण टक्कर नहीं है। स्टैंडर्ड मॉडल (वह नियम पुस्तिका जिसका उपयोग भौतिक विज्ञानी ब्रह्मांड को समझाने के लिए करते हैं) में, यह विशिष्ट टूटना बहुत ही अनुमानित तरीके से होना चाहिए, जैसे कि एक क्लॉकवर्क खिलौना। लेकिन कुछ समय से, घड़ी नियम पुस्तिका के साथ थोड़ा तालमेल बिगाड़ कर चल रही है।
बड़ी घोषणा: एक अधिक सटीक नज़र
इस नई स्टडी में, LHCb टीम ने डेटा की एक विशाल मात्रा (2011 और 2018 के बीच एकत्र किए गए प्रोटॉन-प्रोटॉन टकरावों के 8.4 fb⁻¹ के बराबर) का उपयोग किया है ताकि इस क्षय (decay) पर अब तक का सबसे विस्तृत अवलोकन किया जा सके। इसे एक धुंधले सुरक्षा कैमरे से 4K, स्लो-मोशन कैमरे में अपग्रेड करने के रूप में समझें जो कणों के हर छोटे मोड़ और घुमाव को देख सकता है।
उन्होंने क्या पाया:
टीम ने कई "एंगुलर ऑब्जर्वेबल्स" (कोणीय अवलोकन योग्य राशियों) को मापा। कल्पना करें कि कण पटाखे के अवशेषों की तरह बाहर निकल रहे हैं। ये अवलोकन बताते हैं कि टुकड़े वास्तव में किस दिशा में उड़ते हैं और वे कैसे घूमते हैं।
- अच्छी खबर: "CP विषमता" (CP asymmetry) अवलोकन (जो यह जांचते हैं कि क्या ब्रह्मांड इस टक्कर में पदार्थ और प्रति-पदार्थ के साथ अलग व्यवहार करता है) शून्य के अनुरूप हैं। दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड यहाँ निष्पक्ष खेल रहा है; पदार्थ और प्रति-पदार्थ के बीच कोई गुप्त अंतर नहीं पाया गया।
- तनाव (Tension): जब उन्होंने "CP-औसत" अवलोकनों (कणों के औसत व्यवहार) को देखा, तो परिणाम अभी भी स्टैंडर्ड मॉडल के अनुमानों के साथ तनावों का एक पैटर्न दिखाते हैं। विशेष रूप से, कुछ ऊर्जा श्रेणियों (जैसे कि 4.0 < q² < 6.0 GeV²/c⁴) में, डेटा नियम पुस्तिका से लगभग 2.6 से 2.7 मानक विचलन (σ) विसंगत है।
डिटेक्टिव के किट में नए उपकरण
यह पेपर केवल पुराने प्रयोगों का पुनरावृत्ति नहीं है; यह अपने साथ कुछ बिल्कुल नए तरीके लेकर आया है:
- "S-Wave" का रहस्य: पहले, वैज्ञानिक मुख्य रूप से कणों के मुख्य "P-wave" स्पिन को देखते थे। यह अध्ययन पहली बार पूरी तरह से "S-wave" योगदान (कणों के घूमने का एक अलग तरीका) और मुख्य स्पिन के साथ इसके हस्तक्षेप को मापने के लिए है। यह एक गाने में बैकग्राउंड हम (background hum) को सुनने जैसा है, न कि केवल मुख्य धुन को।
- भारी म्यूऑन मायने रखते हैं: टीम ने महसूस किया कि म्यूऑन का द्रव्यमान स्वयं गणित को बदल देता है, विशेष रूप से कम ऊर्जा स्तरों (6 GeV²/c⁴ से नीचे) पर। पहली बार, उन्होंने अपनी गणनाओं में इस "भारीपन" को शामिल किया, जो महत्वपूर्ण साबित हुआ।
- संकीर्ण बिन (Narrower Bins): डेटा को व्यापक, धुंधली बाल्टियों में देखने के बजाय, उन्होंने ऊर्जा श्रेणियों को बहुत संकीर्ण पट्टियों में विभाजित किया। इसने उन्हें एक स्पष्ट तस्वीर दी कि स्टैंडर्ड मॉडल के साथ तनाव वास्तव में कहाँ होता है।
उन्होंने क्या खारिज किया (और क्या नहीं)
टीम बहुत सावधान थी कि वे यह जांच लें कि क्या देखे गए "ग्लिच" केवल इसलिए थे क्योंकि वे बैकग्राउंड शोर को नहीं समझते थे।
- उन्होंने खारिज कर दिया कि तनाव सरल, लंबी दूरी के प्रभावों (जैसे कि कणों का उस तरह से परस्पर क्रिया करना जिसे हम पहले से ही गणना कर सकते हैं) के कारण है। उनका विश्लेषण बताता है कि ये प्रभाव विसंगति को समझाने के लिए पर्याप्त बड़े नहीं हैं।
- उन्होंने "न्यू फिजिक्स" की संभावना को खारिज नहीं किया। वास्तव में, तनाव यह सुझाव देता है कि कुछ नया इस क्षय में योगदान दे रहा होगा। यदि आप स्टैंडर्ड मॉडल को एक रेसिपी के रूप में कल्पना करें, तो डेटा बताता है कि शायद एक अतिरिक्त, गुप्त सामग्री (जैसे कि एक नया कण या बल) है जिसे रेसिपी में अभी तक सूचीबद्ध नहीं किया गया है।
- उन्होंने न्यू फिजिक्स के अस्तित्व को सिद्ध नहीं किया। 2.7σ का तनाव एक ऐसे साये को देखने जैसा है जो एक राक्षस जैसा दिखता है; यह संदिग्ध है, लेकिन यह एक पुष्ट राक्षस का दर्शन नहीं है (जिसके लिए 5σ की आवश्यकता होती है)। पेपर स्पष्ट रूप से कहता है कि परिणाम "तनावों के पैटर्न को प्रदर्शित करना जारी रखते हैं," जिसका अर्थ है कि रहस्य अभी भी अनसुलझा है।
निचोड़ (Bottom Line)
लेखकों ने अभूतपूर्व सटीकता के साथ B0 → K*0µ+µ− कण के क्षय को मापा। उन्होंने पाया कि जबकि ब्रह्मांड इस प्रक्रिया में पदार्थ और प्रति-पदार्थ के साथ समान व्यवहार करता है, कणों के उड़ने और घूमने का तरीका विशिष्ट ऊर्जा क्षेत्रों में स्टैंडर्ड मॉडल के अनुमानों से मेल नहीं खाता है।
उन्होंने गणना की कि डेटा एक सिद्धांत के अनुकूल है जहाँ एक विशिष्ट पैरामीटर (जिसे Re(C9) कहा जाता है) स्टैंडर्ड मॉडल के मान से लगभग -0.93 विस्थापित है। यह बदलाव महत्वपूर्ण है (सभी डेटा को मिलाने पर लगभग 4.1σ), लेकिन यह अभी भी न्यू फिजिक्स का एक "सुझाव" है, न कि एक पुष्ट खोज। पेपर इस बात के साथ समाप्त होता है कि तनाव वास्तविक और दिलचस्प है, लेकिन मामला अभी भी खुला है, यह देखने के लिए प्रतीक्षा कर रहा है कि क्या मशीन में मौजूद "भूत" वास्तव में एक नया कण है या केवल प्रकाश का एक भ्रम।
CERN-EP-2025-278 का तकनीकी सारांश: B0→K∗0μ+μ− क्षय का व्यापक विश्लेषण
समस्या और संदर्भ
दुर्लभ फ्लेवर-चेंजिंग न्यूट्रल करंट क्षय B0→K∗0μ+μ− (जहाँ K∗0→K+π−) के प्रयोगात्मक मापन स्टैंडर्ड मॉडल (SM) के अनुमानों के साथ निरंतर विसंगतियां प्रदर्शित कर रहे हैं। ये प्रक्रियाएं, जो अंतर्निहित b→sμ+μ− क्वार्क संक्रमण द्वारा संचालित होती हैं, SM में अत्यधिक दमित (suppressed) हैं, क्योंकि ये केवल आभासी क्वांटम लूप्स के माध्यम से होती हैं। यह दमन इन्हें न्यू फिजिक्स (NP) के लिए संवेदनशील प्रोब बनाता है, जो संभावित रूप से C9 जैसे विल्सन गुणांकों (Wilson coefficients) में विचलन के रूप में प्रकट हो सकता है। हालांकि, इन तनावों की व्याख्या अभी भी बहस का विषय है, और इस पर निरंतर चर्चा चल रही है कि क्या ये NP के कारण हैं या कम अनुमानित SM लॉन्ग-डिस्टेंस प्रभावों के कारण हैं। पिछले विश्लेषणों ने मुख्य रूप से K+π− सिस्टम को एक शुद्ध P-वेव रेजोनेंस (K∗(892)0) के रूप में माना है और अक्सर लेप्टॉन मास प्रभावों या S-वेव घटक के साथ हस्तक्षेप (interference) की उपेक्षा की है।
कार्यप्रणाली (Methodology)
यह विश्लेषण LHCb प्रयोग द्वारा एकत्र किए गए प्रोटॉन-प्रोटॉन टक्कर डेटा का उपयोग करता है, जो 8.4 fb−1 के एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (2011, 2012, और 2016–2018 को कवर करते हुए) के अनुरूप है। यह अध्ययन डिम्यूऑन इनवेरिएंट मास स्क्वेर्ड (q2), K+π− इनवेरिएंट मास (m(K+π−)), और तीन क्षय कोणों (θℓ,θK,ϕ) के फलन के रूप में डिफरेंशियल डिके रेट के लिए पांच-आयामी अनबिनल्ड मैक्सिमम-लाइक्लीहुड फिट का उपयोग करता है।
प्रमुख कार्यप्रणाली संबंधी नवाचार और विशेषताएं निम्नलिखित हैं:
- काइनेमैटिक्स का समवर्ती उपचार (Simultaneous Treatment of Kinematics): पहली बार, यह विश्लेषण सभी प्रासंगिक काइनेमैटिक वेरिएबल्स का एक साथ उपचार करता है, जिसमें पिछले अध्ययनों की तुलना में एक विस्तृत रेंज (0.7459<m(K+π−)<1.0959 GeV/c2) में m(K+π−) को स्पष्ट रूप से शामिल किया गया है। यह P-वेव (K∗) और S-वेव योगदानों के बीच सीधे हस्तक्षेप के मापन की अनुमति देता है।
- लेप्टॉन मास प्रभाव: विश्लेषण म्यूऑन के परिमित द्रव्यमान (finite mass) को ध्यान में रखता है, जो पाया गया है कि q2≲6 GeV2/c4 के लिए कोणीय अवलोकनों (angular observables) पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। इसके लिए तीन फिटिंग मॉडल नियोजित किए गए हैं: "फुल्ली मैसिव" (कोई धारणा नहीं), "पार्शियली मैसिव" (जहाँ मान्य हो वहां मासलेस लेप्टॉन संबंधों को लागू किया गया), और "मासलेस"।
- CP विषमताएं (CP Asymmetries): यह अध्ययन छह सबसैंपल्स ( B0/Bˉ0 और रन अवधियों द्वारा विभाजित) में एक एकल समवर्ती फिट के माध्यम से CP-एवरेज कोणीय अवलोकनों (Si) और CP-एसिमेट्री अवलोकनों (Ai) का निष्कर्षण करता है।
- बैकग्राउंड सप्रेशन: कॉम्बिनेटोरियल बैकग्राउंड को दबाने के लिए एक समर्पित बूस्टेड डिसीजन ट्री (BDT) क्लासिफायर का उपयोग किया जाता है। गलत पहचान वाले कणों (जैसे Bs0→ϕμ+μ−, B0→J/ψK∗0) से उत्पन्न होने वाले पीकिंग बैकग्राउंड को काइनेमैटिक वेटो और न्यूरल नेटवर्क क्लासिफायर के माध्यम से कम किया जाता है।
- वैलिडेशन: परिणामों को मान्य करने के लिए विश्लेषण को दो स्वतंत्र रूप से विकसित फ्रेमवर्क का उपयोग करके दो बार किया गया था। व्यवस्थित अनिश्चितताओं (systematic uncertainties) का मूल्यांकन सभी q2 बिन्स में सुसंगत रूप से किया गया है, और अवलोकनों का पूर्ण कोवेरिएंस मैट्रिक्स प्रदान किया गया है।
प्रमुख योगदान
यह शोध पत्र इस क्षय मोड के विश्लेषण में कई "प्रथमों" (firsts) को प्रस्तुत करता है:
- पूर्ण S-वेव और इंटरफेरेंस ऑब्जर्वेबल्स: यह K+π− S-वेव योगदान और P- एवं S-वेव्स के बीच हस्तक्षेप से संबंधित पूर्ण सेट की रिपोर्ट करता है।
- लेप्टॉन मास उपचार: कोणीय अवलोकनों को निर्धारित करने के लिए म्यूऑन मास प्रभावों को ध्यान में रखने वाला यह पहला विश्लेषण है।
- डिफरेंशियल ब्रांचिंग फ्रैक्शन: यह विशिष्ट कोणीय वितरण मॉडल पर निर्भर किए बिना, नॉर्मलाइजेशन मोड B0→J/ψ(→μ+μ−)K+π− के सापेक्ष डिफरेंशियल ब्रांचिंग फ्रैक्शन को भी मापता है।
- पूर्ण CP एसिमेट्री सेट: यह CP-एवरेज के साथ-साथ CP-एसिमेट्री अवलोकनों के पूर्ण सेट का पहला मापन प्रदान करता है।
- परिष्कृत बिनिंग (Refined Binning): यह q2 निर्भरता की समझ में सुधार के लिए पिछले विश्लेषणों की तुलना में संकीर्ण q2 बिन्स का उपयोग करता है।
परिणाम
- CP विषमताएं: निकाले गए सभी CP-एसिमेट्री ऑब्जर्वेबल्स शून्य के अनुरूप हैं, जो SM अपेक्षाओं से कोई महत्वपूर्ण विचलन नहीं दिखाते हैं।
- CP-एवरेज ऑब्जर्वेबल्स: CP-एवरेज कोणीय अवलोकनों (Si) और डिफरेंशियल ब्रांचिंग फ्रैक्शन के मापन में निरंतर उन विसंगतियों का पैटर्न दिखता है जो इस डेटासेट के उपसमुच्चयों का उपयोग करने वाले पिछले विश्लेषणों में देखे गए थे।
- ऑप्टिमाइज्ड ऑब्जर्वेबल P5′ में SM भविष्यवाणियों (विशेष रूप से GRvDV और ABCDMN परिदृश्यों) के साथ विसंगतियां दिखती हैं, जो 1.1<q2<2.5, 4.0<q2<6.0, और 6.0<q2<8.0 GeV2/c4 बिन्स में 1.6σ से 2.7σ तक के तनाव (tensions) दर्शाती हैं।
- फॉरवर्ड-बैकवर्ड असिमेट्री (AFB), 2.5<q2<6.0 GeV2/c4 क्षेत्र में 1.7σ से 2.5σ का तनाव दिखाती है।
- डिफरेंशियल ब्रांचिंग फ्रैक्शन 1.1<q2<6.0 GeV2/c4 बिन में SM भविष्यवाणियों से 1.5σ से 2.1σ कम है।
- ग्लोबल फिट्स: जब इन परिणामों को Flavio और EOS पैकेज का उपयोग करके SM के साथ फिट किया जाता है, तो विल्सन गुणांक C9 के वास्तविक भाग (Re(C9)) के साथ विसंगति बढ़कर 3.6σ (Flavio) और 3.8σ (EOS) हो जाती है। डिफरेंशियल ब्रांचिंग फ्रैक्शन को शामिल करने से यह महत्व बढ़कर 4.1σ (Flavio) और 4.0σ (EOS) हो जाता है। सबसे अच्छा फिट Re(C9) में लगभग $-0.94$ के बदलाव का सुझाव देता है।
महत्व
यह पेपर दावा करता है कि यह विश्लेषण B0→K∗0μ+μ− क्षय के लिए CP-एवरेज कोणीय अवलोकनों, संबद्ध CP विषमताओं और डिफरेंशियल ब्रांचिंग फ्रैक्शन के अब तक के सबसे सटीक मापन प्रदान करता है। S-वेव योगदान को शामिल करके, लेप्टॉन मास को ध्यान में रखकर, और पूर्ण CP विषमताओं को मापकर, यह विश्लेषण स्टैंडर्ड मॉडल का अधिक पूर्ण और मजबूत परीक्षण प्रदान करता है। इसके परिणाम b→sμ+μ− क्षेत्र में SM भविष्यवाणियों के साथ तनाव के अस्तित्व की पुष्टि करते हैं, विशेष रूप से P5′ ऑब्जर्वेबल और ब्रांचिंग फ्रैक्शन में, जबकि यह पुष्टि करते हैं कि CP उल्लंघन शून्य के अनुरूप है। पूर्ण कोवेरिएंस मैट्रिक्स और मॉडल-स्वतंत्र ब्रांचिंग फंक्शन का प्रावधान आगामी फेनोमेनोलॉजिकल विश्लेषणों और न्यू फिजिक्स मॉडल्स के ग्लोबल फिट्स को सुगम बनाने के लिए है।
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