First evidence of the decay B+→π+e+e−
LHCb प्रयोग के 9 fb−1 प्रोटॉन-प्रोटॉन टक्कर डेटा का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता 3.2σ के महत्व के साथ दुर्लभ क्षय B+→π+e+e− के पहले साक्ष्य की रिपोर्ट करते हैं और एक मापा गया ब्रांचिंग अंश जो मानक मॉडल (Standard Model) के अनुमानों के अनुरूप 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, M. Akthar, 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, 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, M. Cubero Campos, 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, 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, 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, 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, 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, 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. 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, B. K. Njoki, 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, 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, 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, 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, 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, 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, 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 दौड़ रहे हैं। CERN में LHCb प्रयोग इस ट्रैक के किनारे तैनात अत्यंत सटीक ट्रैफिक कैमरों और जासूसों की एक टीम की तरह है, जो उन दुर्लभ और अजीब घटनाओं पर नज़र रखते हैं जो कणों के आपस में टकराने पर होती हैं।
यह पेपर उन जासूसों की एक रिपोर्ट है जो अंततः एक बहुत ही दुर्लभ, लगभग अदृश्य घटना की झलक पाने की घोषणा कर रहे हैं: एक विशिष्ट प्रकार का कण क्षय (decay) जिसे B+→π+e+e− कहा जाता है।
यहाँ उन्होंने जो पाया है उसकी कहानी सरल भाषा में दी गई है:
"भूतिया" कण की खोज
भौतिकी की दुनिया में, कुछ नियम होते हैं (जिन्हें स्टैंडर्ड मॉडल कहा जाता है) जो भविष्यवाणी करते हैं कि कणों को कैसे व्यवहार करना चाहिए। अधिकांश समय, कण इन नियमों का पूरी तरह से पालन करते हैं। हालाँकि, भौतिक विज्ञानी "भूतों" (ghosts) की तलाश करना पसंद करते हैं—ऐसी घटनाएँ जो इतनी दुर्लभ हैं कि वे शायद ही कभी होती हैं, या ऐसी घटनाएँ जो नियमों को तोड़ सकती हैं, जो किसी नई, अनडिस्कवर्ड भौतिकी की ओर संकेत करती हैं।
जिस कण की वे तलाश कर रहे थे, वह एक B+ मेसॉन (meson) है। एक B+ मेसॉन को एक भारी, अस्थिर सूटकेस के रूप में समझें। आमतौर पर, जब यह टूटता है, तो यह अपने सामान को अनुमानित तरीकों से गिरा देता है। लेकिन कभी-कभी, बहुत ही दुर्लभ रूप से, यह एक विशिष्ट, कठिन-से-ढूँढने योग्य संयोजन गिराता है: एक पायोन (pion) (एक हल्का कण) और दो इलेक्ट्रॉन (वही जिनसे बिजली बनती है)।
यह विशिष्ट टूटना विशेष है क्योंकि यह मानक नियम पुस्तिका में एक "वर्जित" (forbidden) नृत्य है। यह इतना दुर्लभ है जैसे कि महाद्वीप के आकार के समुद्र तट पर रेत का एक विशिष्ट दाना ढूँढना।
चुनौती: घास के ढेर में सुई ढूँढना
LHCb टीम ने इस विशिष्ट घटना को खोजने के लिए अरबों टकरावों (जैसे अरबों कार दुर्घटनाओं को देखना) से डेटा एकत्र किया। लेकिन एक बहुत बड़ी समस्या थी: शोर (noise)।
कल्पना कीजिए कि आप चिल्लाते हुए प्रशंसकों से भरे स्टेडियम में एक फुसफुसाहट सुनने की कोशिश कर रहे हैं। इस प्रयोग में "चिल्लाते हुए प्रशंसक" अन्य कण क्षय (decays) हैं जो उस घटना के लगभग समान दिखते हैं जिसे वे चाहते हैं, लेकिन वे वे नहीं हैं।
- कुछ कण इलेक्ट्रॉन जैसे दिखते हैं लेकिन वास्तव में पायोन होते हैं (गलत पहचान का मामला)।
- कुछ कण समान तरीकों से टूटते हैं लेकिन उनमें अलग सामग्रियां शामिल होती हैं।
इस शोर को छानने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक डिजिटल छलनी (जिसे "बूस्टेड डिसीजन ट्री" कहा जाता है) का उपयोग किया। इसे एक क्लब के सुपर-स्मार्ट बाउंसर के रूप में समझें। यह प्रत्येक कण उम्मीदवार की नियमों की एक लंबी सूची के विरुद्ध जाँच करता है:
- "क्या आप सही जगह से आए हैं?"
- "क्या आपके पास सही ऊर्जा है?"
- "क्या आप सही दिशा में जा रहे हैं?"
यदि कोई कण बाउंसर के सख्त परीक्षण में पास नहीं हुआ, तो उसे बाहर फेंक दिया गया।
खोज: "हमें एक छाया दिखाई देती है"
9 वर्षों के डेटा (9 "इनवर्स फेम्टोबार्स" की जानकारी—एक इकाई जो टकरावों की एक विशाल मात्रा का प्रतिनिधित्व करती है) को छानने के बाद, टीम को एक सिग्नल मिला।
उन्हें सबूतों का कोई विशाल, निर्विवाद विस्फोट नहीं मिला। इसके बजाय, उन्हें एक सांख्यिकीय उभार (statistical bump) मिला। कल्पना कीजिए कि आप एक कमरे में प्रवेश करने वाले लोगों को गिन रहे हैं। आप 100 लोगों की उम्मीद करते हैं। आप 103 गिनते हैं। क्या यह एक नया चलन है? शायद। लेकिन यदि आप 130 गिनते हैं, तो आप सुनिश्चित हैं कि कुछ हो रहा है।
इस मामले में, टीम ने एक ऐसा उभार देखा जो यादृच्छिक संयोग (random chance) द्वारा उत्पन्न होने की तुलना में 3.2 गुना बड़ा था। भौतिकी की भाषा में, इसे "3.2 सिग्मा" कहा जाता है।
- इसका अर्थ क्या है: यह अभी तक "खोज" (discovery) नहीं है (जिसके लिए आमतौर पर 5 सिग्मा, या 99.9999% निश्चितता की आवश्यकता होती है)। यह "साक्ष्य" (evidence) है। यह एक छाया देखने जैसा है जो लगभग निश्चित रूप से एक व्यक्ति है, लेकिन आपने अभी तक उनका चेहरा इतनी स्पष्टता से नहीं देखा है कि आप 100% विश्वास के साथ कह सकें, "मैं जानता हूँ कि वह कौन है।"
परिणाम: नियमों के साथ एक मिलान
टीम ने मापा कि यह दुर्लभ क्षय कितनी बार होता है (इसे "ब्रांचिंग फ्रैक्शन" कहा जाता है)। उन्होंने पाया कि यह हर 100 मिलियन B+ मेसॉन में से लगभग 2.4 बार होता है।
महत्वपूर्ण रूप से, यह संख्या स्टैंडर्ड मॉडल द्वारा की गई भविष्यवाणी के साथ पूरी तरह मेल खाती है।
- यह क्यों मायने रखता है: कभी-कभी, जब हम एक दुर्लभ घटना पाते हैं, तो यह नियमों को तोड़ देती है और "नई भौतिकी" (जैसे डार्क मैटर या अतिरिक्त आयाम) की ओर इशारा करती है। यहाँ, इस घटना ने नियमों का ठीक से पालन किया। यह वास्तव में अच्छी खबर है! यह पुष्टि करता है कि ब्रह्मांड के बारे में हमारी वर्तमान समझ, इन अविश्वसनीय रूप से दुर्लभ, कठिन-से-देखने वाली घटनाओं के लिए भी, ठोस है।
मुख्य निष्कर्ष
LHCb सहयोग ने B+→π+e+e− क्षय के पहले स्पष्ट साक्ष्य को सफलतापूर्वक देख लिया है।
- उन्होंने लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के एक विशाल डेटासेट का उपयोग किया।
- उन्होंने नकली संकेतों के "शोर" को हटाने के लिए उन्नत कंप्यूटर फिल्टर का उपयोग किया।
- उन्हें एक सिग्नल मिला जो बहुत संभवतः वास्तविक है (3.2 सिग्मा)।
- इस घटना की आवृत्ति स्टैंडर्ड मॉडल की भविष्यवाणियों के साथ पूरी तरह मेल खाती है।
यह एक भूत की सफल खोज है, जो यह साबित करती है कि ब्रह्मांड के सबसे मायावी कण भी उन्हीं नियमों का पालन करते हैं जिन्हें हम पहले से जानते हैं।
यहाँ LHCb के पेपर CERN-EP-2026-055 (LHCb-PAPER-2025-050) का विस्तृत तकनीकी सारांश दिया गया है, जिसका शीर्षक है "First evidence of the decay B+→π+e+e−"।
1. समस्या और प्रेरणा
यह शोध पत्र दुर्लभ क्षय (decay) B+→π+e+e− की खोज को संबोधित करता है। यह प्रक्रिया क्वार्क स्तर पर एक फ्लेवर-चेंजिंग न्यूट्रल करंट (FCNC) द्वारा संचालित होती है (b→dℓ+ℓ−)।
- मानक मॉडल (SM) संदर्भ: SM में, FCNC लूप-सप्रेस्ड (loop-suppressed) होते हैं। b→d संक्रमण अधिक सामान्य b→s संक्रमण की तुलना में CKM मैट्रिक्स तत्वों के अनुपात ∣Vtd∣2/∣Vts∣2 द्वारा और अधिक दबा हुआ (suppressed) है।
- न्यू फिजिक्स (NP) क्षमता: ये क्षय न्यू फिजिक्स के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं। ब्रांचिंग फ्रैक्शन्स, CP एसिमेट्री, या लेप्टोन फ्लेवर यूनिवर्सलिटी (LFU) में विचलन, स्टैंडर्ड मॉडल से परे भौतिकी का संकेत दे सकते हैं।
- वर्तमान स्थिति: जबकि म्यूऑन समकक्ष (B+→π+μ+μ−) को LHCb द्वारा (1.83±0.25)×10−8 के ब्रांचिंग फ्रैक्शन के साथ देखा गया था, इलेक्ट्रॉन मोड (B+→π+e+e−) को अब तक नहीं देखा गया था। Belle और Belle II की पिछली खोजों ने केवल <5.4×10−8 (90% CL) की ऊपरी सीमा निर्धारित की थी।
2. कार्यप्रणाली (Methodology)
डेटा सैंपल
- प्रयोग: CERN में LHCb डिटेक्टर।
- डेटासेट: केंद्र-द्रव्यमान ऊर्जा s=7,8, और $13$ TeV पर प्रोटॉन-प्रोटॉन टकराव।
- एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (Integrated Luminosity): 9 fb−1 (Run 1 और Run 2 डेटा का संयोजन)।
इवेंट रिकंस्ट्रक्शन और चयन
- ट्रिगर: एक उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कैलोरीमीटर (ECAL) क्लस्टर की आवश्यकता होती है जो एक इलेक्ट्रॉन कैंडिडेट से जुड़ा हो, जिसके बाद सॉफ्टवेयर ट्रिगर्स विस्थापित सेकेंडरी वर्टिकल (secondary vertices) की पहचान करते हैं जो b-हैड्रॉन क्षय के अनुरूप होते हैं।
- कैंडिडेट चयन:
- इसे एक चार्जेड हैड्रॉन (π+) और एक विपरीत चार्ज वाले इलेक्ट्रॉन जोड़े (e+e−) से पुनर्गठित किया जाता है।
- ब्रेम्सस्ट्रालुंग रिकवरी (Bremsstrahlung Recovery): इलेक्ट्रॉन्स के लिए महत्वपूर्ण है, जो ब्रेम्सस्ट्रालुंग के माध्यम से ऊर्जा खो देते हैं। एल्गोरिदम ECAL क्लस्टर्स से ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन मोमेंटम में जोड़ता है। उम्मीदवारों को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: HasBrem (क्लस्टर जोड़े गए) और NoBrem (कोई क्लस्टर नहीं)।
- काइनेमैटिक कट्स: कणों का महत्वपूर्ण ट्रांसवर्स मोमेंटम (pT) होना चाहिए और उन्हें प्राइमरी इंटरेक्शन वर्टेक्स (PV) से काफी विस्थापित सेकेंडरी वर्टेक्स बनाना चाहिए।
- बैकग्राउंड सप्रेशन (Background Suppression):
- मिसआइडेंटिफिकेशन (Misidentification): इलेक्ट्रॉन्स के रूप में पहचाने जाने वाले हैड्रॉन्स (K,π) को खारिज करने के लिए RICH, कैलोरीमीटर और म्यूऑन सिस्टम डेटा का उपयोग करके सख्त पार्टिकल आइडेंटिफिकेशन (PID) आवश्यकताएं।
- कॉम्बिनेटोरियल बैकग्राउंड: इसे सिग्नल और डेटा साइडबैंड पर प्रशिक्षित बूस्टेड डिसीजन ट्री (BDT) क्लासिफायर का उपयोग करके दबाया जाता है।
- फिजिकल बैकग्राउंड्स:
- B+→K+e+e− (जहाँ K→π मिस-ID होता है) को इनवेरिएंट मास वीटो के माध्यम से खारिज किया जाता है।
- पूर्णतः हैड्रोनिक क्षय (B+→h+h−h+) जहाँ दो हैड्रॉन इलेक्ट्रॉन की तरह व्यवहार करते हैं, उन्हें विशेष रूप से NoBrem श्रेणी में दबाया जाता है।
- सेमीलेप्टोनिक क्षय (जैसे, B+→D0e+νe) को काइनेमैटिक बाधाओं (जैसे, m(π+e−)>mD0) का उपयोग करके खारिज किया जाता है।
विश्लेषण रणनीति
- नॉर्मलाइजेशन: ब्रांचिंग फ्रैक्शन को सुस्थापित मोड B+→K+J/ψ(e+e−) के सापेक्ष मापा जाता है।
- फिट रीजन: विश्लेषण दो q2 (डाईइलेक्ट्रॉन मास स्क्वेयर्ड) क्षेत्रों में किया जाता है:
- Low-q2: [0.045,6] GeV2/c4 (चारमोनियम रेजोनेंस से नीचे)।
- High-q2: [15,25] GeV2/c4 (ψ(2S) से ऊपर)।
- सांख्यिकीय मॉडल: इनवेरिएंट मास वितरण (m(π+e+e−)) पर आठ श्रेणियों (2 q2 क्षेत्र × 2 ब्रेम्सस्ट्रालुंग श्रेणियाँ × 2 BDT आउटपुट क्षेत्र) में एक विस्तारित सिमुल्टेनियस मैक्सिमम-लाइक्लीहुड फिट किया जाता है।
- सिग्नल: डबल-साइडेड क्रिस्टल बॉल फंक्शन द्वारा मॉडल किया गया है।
- बैकग्राउंड्स: कॉम्बिनेटोरियल बैकग्राउंड को एक्सपोनेंशियल (low-q2) या फेज-स्पेस मॉडल (high-q2) द्वारा मॉडल किया गया है; फिजिकल बैकग्राउंड्स को सिमुलेशन यील्ड द्वारा नियंत्रित किया गया है।
3. प्रमुख योगदान
- b→de+e− का प्रथम अवलोकन: यह B+→π+e+e− क्षय के लिए पहली साक्ष्य (evidence) है, जो b→de+e− क्वार्क-लेवल ट्रांजिशन के अस्तित्व को स्थापित करती है।
- ब्रांचिंग फ्रैक्शन का प्रथम मापन: इस विशिष्ट चैनल के लिए ब्रांचिंग फ्रैक्शन का पहला मात्रात्मक मापन प्रदान करता है।
- मेथोडोलॉजिकल कठोरता: फोटॉन कन्वर्जन और हैड्रॉन मिस-ID के कारण चुनौतीपूर्ण होने वाले इलेक्ट्रॉन मोड में उन्नत ब्रेम्सस्ट्रालुंग रिकवरी और मिस-आइडेंटिफिकेशन बैकग्राउंड हैंडलिंग को प्रदर्शित करता है।
- SM का सत्यापन: यह इलेक्ट्रॉन मोड की तुलना पहले से मापे गए म्यूऑन मोड से करके लेप्टोन फ्लेवर यूनिवर्सलिटी (LFU) के लिए एक महत्वपूर्ण परीक्षण के रूप में कार्य करता है।
4. परिणाम
ब्रांचिंग फ्रैक्शन
मापा गया ब्रांचिंग फ्रैक्शन है:
B(B+→π+e+e−)=(2.4−0.8+0.9 (stat)−0.2+0.4 (syst))×10−8
महत्व (Significance)
- सिग्नल का सांख्यिकीय महत्व (statistical significance) 3.2σ है (सिस्टमैटिक अनसर्टेंटी सहित)।
- यह "साक्ष्य" (evidence) (आमतौर पर >3σ के रूप में परिभाषित) को दर्शाता है, लेकिन अभी तक "अवलोकन" (observation) (>5σ) नहीं है।
डिफरेंशियल परिणाम
- Low-q2 क्षेत्र: 3.2σ का महत्व।
- High-q2 क्षेत्र: 0.8σ का महत्व। कोई सिग्नल नहीं देखा गया; एक ऊपरी सीमा निर्धारित की गई है: B<1.25×10−8 (90% CL)।
स्टैंडर्ड मॉडल के साथ तुलना
- मापा गया मान SM भविष्यवाणी B(B+→π+ℓ+ℓ−)=(2.04±0.21)×10−8 के अनुरूप है।
- इलेक्ट्रॉन और म्यूऑन ब्रांचिंग फ्रैक्शन्स का अनुपात वर्तमान अनिश्चितताओं के भीतर लेप्टोन फ्लेवर यूनिवर्सलिटी के अनुरूप है।
5. महत्व (Significance)
यह पेपर हेवी फ्लेवर फिजिक्स में एक मील का पत्थर है:
- चित्र को पूर्ण करना: यह पुष्टि करता है कि b→d ट्रांजिशन इलेक्ट्रॉन्स के लिए होता है, जो म्यूऑन्स में देखे गए पैटर्न से मेल खाता है और SM सप्रेशन तंत्रों को मान्य करता है।
- न्यू फिजिक्स बाधाएं: b→d ट्रांजिशन को बढ़ाने वाले या विशेष रूप से इलेक्ट्रॉन सेक्टर में LFU का उल्लंघन करने वाले न्यू फिजिक्स मॉडल्स को यह एक आधारभूत मापन प्रदान करके प्रतिबंधित करता है।
- भविष्य की संभावनाएं: 3.2σ का साक्ष्य बताता है कि पूर्ण LHC रन 3 और रन 4 डेटासेट्स (जिनमें ल्यूमिनोसिटी में उल्लेखनीय वृद्धि की उम्मीद है) के साथ, यह चैनल संभवतः 5σ डिस्कवरी थ्रेशोल्ड तक पहुँच जाएगा, जिससे CKM मैट्रिक्स के सटीक परीक्षण और SM से संभावित विचलन की अनुमति मिलेगी।
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