New measurements of Bc+ decays into single charm final states
LHCb प्रयोग के 9 fb⁻¹ प्रोटॉन-प्रोटॉन टक्कर डेटा का उपयोग करते हुए, यह अध्ययन Bc+→D+K∗0 क्षय (decays) के प्रथम अवलोकन की रिपोर्ट करता है, Bc+→D∗0K+ और Bs+→Ds+ϕ क्षय के लिए साक्ष्य प्रदान करता है, Bc+→D0K+ मापन की सटीकता में सुधार करता है, और Bc+→D0π+ चैनल पर एक ऊपरी सीमा निर्धारित करता है, साथ ही D0K+ मोड में शून्य के अनुकूल एक CP विषमता (asymmetry) को मापता 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, F. Alessio, Z. Aliouche, P. Alvarez Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, A. Andreianov, P. Andreola, M. Andreotti, D. Andreou, A. Anelli, D. Ao, F. Archilli, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, 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, M. Bartolini, J. Bartz, J. M. Basels, S. Bashir, G. Bassi, 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, 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, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, A. Brea Rodriguez, N. Breer, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, J. Brown, D. Brundu, E. Buchanan, A. Buonaura, L. Buonincontri, A. T. Burke, C. Burr, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. 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, 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, D. Cervenkov, S. Cesare, A. J. Chadwick, I. Chahrour, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, M. Chefdeville, C. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chernov, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, V. Chobanova, S. Cholak, 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, A. Contu, N. Cooke, 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, A. Danilina, P. d'Argent, G. Darze, A. Davidson, J. E. Davies, A. Davis, 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, V. Dedu, 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, L. Dittmann, V. Dobishuk, A. D. Docheva, C. Dong, A. M. Donohoe, F. Dordei, A. C. dos Reis, A. D. Dowling, 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, L. N. Falcao, Y. Fan, B. Fang, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, D. Fazzini, L. Felkowski, 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, 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, Y. Fujii, T. Fulghesu, E. Gabriel, 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, R. E. Geertsema, 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, P. Gironella Gironell, C. Giugliano, M. A. Giza, E. L. Gkougkousis, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, C. Göbel, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, J. A. Gooding, I. V. Gorelov, C. Gotti, 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, M. Guittiere, V. Guliaeva, P. A. Günther, A. -K. Guseinov, E. Gushchin, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, M. Hajheidari, G. Hallett, M. M. Halvorsen, 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, F. Hemmer, C. 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, N. Howarth, J. Hu, W. Hu, X. Hu, W. Huang, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Inglessi, A. Iniukhin, A. Ishteev, K. Ivshin, R. Jacobsson, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, E. Jans, B. K. Jashal, A. Jawahery, V. Jevtic, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, T. P. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, D. Karpenkov, 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, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, A. Kozachuk, P. Kravchenko, L. Kravchuk, M. Kreps, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, E. Kulikova, A. Kupsc, B. Kutsenko, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, J. J. Lane, R. 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, H. Li, K. Li, L. Li, M. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, S. Li, T. Li, T. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Lian, X. Liang, S. Libralon, C. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, V. Lisovskyi, R. Litvinov, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, S. López Soliño, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, V. Lukashenko, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, K. Lynch, 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, A. Maevskiy, D. Magdalinski, D. Maisuzenko, M. W. Majewski, 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, L. Mcconnell, T. H. McGrath, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, G. Meier, D. Melnychuk, 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, R. A. Mohammed, R. D. Moise, S. Mokhnenko, 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, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, 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, S. Okamura, A. Okhotnikov, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, M. Olocco, C. J. G. Onderwater, R. H. O'Neil, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, P. R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, X. Pan, 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, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, H. Pereira Da Costa, A. Pereiro Castro, 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, 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, S. Qasim, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, S. Qu, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, 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, 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, A. Ryzhikov, J. Ryzka, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, 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, L. G. Scantlebury Smead, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, S. Schulte, M. H. Schune, R. Schwemmer, 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, 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, Y. Shimizu, E. Shmanin, R. Shorkin, J. D. Shupperd, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, J. C. Smallwood, E. Smith, K. Smith, M. Smith, A. Snoch, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, A. Solovev, I. Solovyev, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, B. Souza De Paula, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, E. Spiridenkov, P. Spradlin, V. Sriskaran, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, E. N. Stein, O. Steinkamp, O. Stenyakin, H. Stevens, D. Strekalina, Y. Su, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, D. Sundfeld, W. Sutcliffe, P. N. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, M. D. Tat, A. Terentev, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, D. Torres Machado, L. Toscano, D. Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, D. J. Unverzagt, B. Urbach, E. Ursov, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, V. Vagnoni, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, 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. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, F. C. Volle, D. vom Bruch, N. Voropaev, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, E. J. Walton, G. Wan, 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. 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, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, A. Xu, J. Xu, L. Xu, L. Xu, M. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, K. Yang, S. 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, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Y. Z. Zhang, Y. Zhao, A. Zharkova, 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, V. Zhukov, J. Zhuo, Q. Zou, D. Zuliani, G. Zunica
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ब्रह्मांड की कल्पना एक विशाल, उच्च-गति वाले कण कोलाइडर के रूप में करें, जो एक ऐसी जगह है जहाँ पदार्थ के नन्हे निर्माण खंड लगभग प्रकाश की गति से आपस में टकराते हैं। इस अराजक नृत्य के भीतर, भौतिक विज्ञानी मेसॉन (mesons) नामक दुर्लभ और विलक्षण जीवों की खोज करते हैं। इनमें से अधिकांश कण साधारण जोड़ों की तरह होते हैं, जो एक भारी क्वार्क और एक हल्के क्वार्क से बने होते हैं। लेकिन एक विशेष, दुर्लभ मेसॉन है जिसे Bc+ (इसे "बी-सब-सी-प्लस" कहा जाता है) कहते हैं। यह अपने प्रकार का अकेला है, एक अनूठी साझेदारी जो दो अलग-अलग स्वादों (flavors) के दो भारी क्वार्कों से बनी है। इसे कणों की दुनिया का "यूनिकॉर्न" समझें। क्योंकि यह बहुत भारी है और दो भारी सामग्रियों से बना है, इसलिए इसे बनाना अविश्वसनीय रूप से कठिन है और यह बहुत तेज़ी से गायब (क्षय/decay) हो जाता है—अपने हल्के चचेरे भाइयों की तुलना में तीन गुना तेज़ी से। वैज्ञानिक इसके टूटने के तरीके को देखने के लिए जुनूनी हैं क्योंकि इसके क्षय होने का तरीका उन मौलिक बलों के सुराग देता है जो हमारे ब्रह्मांड को नियंत्रित करते हैं। विशेष रूप से, वे "वीक एनिहिलेशन" (weak annihilation) नामक एक रहस्यमय प्रक्रिया की तलाश कर रहे हैं, जहाँ दो भारी साथी एक-दूसरे को नष्ट कर देते हैं और शुद्ध ऊर्जा से नए कणों का निर्माण करते हैं, बजाय इसके कि उनमें से केवल एक बदल जाए।
LHCb सहयोग (LHCb collaboration) का यह नया शोध पत्र एक उच्च-दांव वाली खजाने की खोज की तरह है। टीम ने डेटा की एक विशाल मात्रा ली—जो प्रोटॉन टकरावों से एकत्रित 9 fb−1 की एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (integrated luminosity) के अनुरूप है—और इसमें से विशिष्ट तरीकों को खोजने के लिए छानबीन की जिनसे Bc+ मेसॉन दो कणों के जोड़े में क्षय होता है: एक जिसमें "चार्म" (charm) क्वार्क होता है और एक जो "चार्मलेस" (charmless) मेसॉन होता है। वे क्षय के पांच विशिष्ट संयोजनों की तलाश कर रहे थे। परिणाम रोमांचक खोजों और कड़े सीमाओं का मिश्रण हैं। उन्होंने पहली बार Bc+ को D+ और K∗0 मेसॉन में क्षय होते हुए सफलतापूर्वक देखा, जिससे ब्रांचिंग फ्रैक्शन और फ्रैगमेंटेशन अनुपात (1.42±0.23±0.07±0.11)×10−6 प्राप्त हुआ। उन्हें अन्य दो क्षयों के लिए भी मजबूत साक्ष्य मिले: Bc+→D∗0K+ के लिए (1.46±0.30±0.11±0.05)×10−6 का मान, और Bc+→Ds+ϕ के लिए (4.0±1.3±0.2±0.5)×10−7 का मान। उन्होंने Bc+→D0K+ के पिछले मापन की सटीकता में भी सुधार किया, जिसे (9.7±1.0±0.4±0.3)×10−7 पाया गया।
हालाँकि, हर खोज में खजाना नहीं मिला। जब उन्होंने Bc+→D0π+ क्षय की तलाश की, तो उन्हें कोई संकेत नहीं मिला। एक खोज के बजाय, उन्होंने एक सख्त ऊपरी सीमा निर्धारित की, यह कहते हुए कि यदि यह क्षय होता है, तो यह अविश्वसनीय रूप से दुर्लभ होना चाहिए, जिसका मान 95% विश्वास स्तर (confidence level) पर 1.4×10−7 से कम है। यह अनुपस्थिति वास्तव में एक बड़ा सुराग है; यह सुझाव देता है कि "वीक एनिहिलेशन" प्रक्रिया यहाँ काम करने वाला प्रमुख बल है, न कि क्वार्क फ्लेवर परिवर्तन से जुड़ी कोई अन्य प्रक्रिया। टीम ने Bc+→D0K+ क्षय को देखकर यह भी जांचा कि क्या ब्रह्मांड इन क्षयों में पदार्थ और प्रति-पदार्थ (antimatter) के साथ अलग व्यवहार करता है (एक अवधारणा जिसे CP उल्लंघन/CP violation कहा जाता है)। उन्होंने पाया कि विषमता (asymmetry) शून्य के अनुकूल है, जिसका अर्थ है कि इस विशिष्ट परिदृश्य में पदार्थ और प्रति-पदार्थ समान रूप से व्यवहार करते हैं। कुल मिलाकर, यह शोध पत्र पुष्टि करता है कि ये दुर्लभ क्षय सरल सिद्धांतों द्वारा अनुमानित तुलना में बहुत अधिक बार होते हैं, जो दृढ़ता से इस विचार का समर्थन करते हैं कि Bc+ मेसॉन में दो भारी क्वार्क वास्तव में एक-दूसरे को नष्ट (annihilate) करके इन नए कण युग्मों का निर्माण कर रहे हैं।
तकनीकी सारांश: एकल चारम (single charm) अंतिम अवस्थाओं में Bc+ क्षय के नए मापन
समस्या और प्रेरणा
Bc+ मेसॉन अद्वितीय है क्योंकि यह दो अलग-अलग फ्लेवर्स के भारी क्वार्क्स से बना एकमात्र ग्राउंड-स्टेट मेसॉन है। हल्के B मेसॉन्स के विपरीत, जहाँ b-क्वार्क ट्री-लेवल W-एमिशन क्षय (decays) प्रभावी होते हैं, Bc+ का क्षय विड्थ (decay width) मुख्य रूप से c-क्वार्क ट्रांजिशन और वीक एनिहिलेशन (weak annihilation) प्रक्रियाओं द्वारा नियंत्रित होता है। विशेष रूप से, ट्री-लेवल W-एमिशन क्षय विड्थ का केवल ∼30% हिस्सा है, जबकि लगभग 60% c-क्वार्क ट्रांजिशन के कारण है। शेष ∼10% क्षय दर मुख्य रूप से वीक एनिहिलेशन के कारण है, जबकि b→u ट्रांजिशन को उप-प्रभावी (sub-dominant) माना जाता है। यद्यपि Bc+→D0K+ क्षय को देखा गया है, जो वीक एनिहिलेशन के प्रमाण प्रदान करता है, इस तंत्र को और अधिक सत्यापन की आवश्यकता है। सैद्धांतिक मॉडल सुझाव देते हैं कि यदि वीक एनिहिलेशन मुख्य चालक है, तो ddˉ या ssˉ युग्मों के हैड्रोनाइजेशन (hadronization) से जुड़े क्षय (जिसके परिणामस्वरूप D+K∗0, D∗0K+, और Ds+ϕ प्राप्त होते हैं) D0K+ मोड के समान दरों पर होने चाहिए। इसके विपरीत, Bc+→D0π+ मोड, जो अधिक दमित b→u ट्रांजिशन पर निर्भर करता है, की दर काफी कम होने की उम्मीद है। यह शोध इन संबंधित एकल-चारम अंतिम अवस्थाओं की खोज करने की आवश्यकता को संबोधित करता है ताकि वीक एनिहिलेशन के प्रभुत्व की पुष्टि की जा सके और मौजूदा मापों की सटीकता में सुधार किया जा सके।
कार्यप्रणाली (Methodology)
यह विश्लेषण LHCb प्रयोग द्वारा एकत्र किए गए प्रोटॉन-प्रोटॉन कोलिजन डेटा का उपयोग करता है, जो 9 fb−1 (7 और 8 TeV पर 3 fb−1, और 13 TeV पर 6 fb−1) के एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (integrated luminosity) के अनुरूप है। अध्ययन पाँच अवलोकनों, RDX पर केंद्रित है, जिसे फ्रैगमेंटेशन अंश अनुपात (fc/fu) और ब्रांचिंग फ्रैक्शन B(Bc+→DX) के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया गया है, जहाँ D एक चारम मेसॉन है और X एक चारmless मेसॉन है।
मापन रणनीति व्यवस्थित अनिश्चितताओं (systematic uncertainties) को न्यूनतम करने के लिए एक सापेक्ष सामान्यीकरण (relative normalization) तकनीक का उपयोग करती है। Bc+→D+K∗0, Bc+→Ds+ϕ, Bc+→D∗0K+, Bc+→D0K+, और Bc+→D0π+ के सिग्नल यील्ड (yields) को समान अंतिम अवस्थाओं में पुनर्गठित (reconstructed) अधिक प्रचुर B+ क्षय मोड (B+→D+D0 और B+→D0π+) के विरुद्ध सामान्यीकृत किया जाता है।
मुख्य प्रक्रियात्मक चरण शामिल हैं:
- चयन (Selection): घटनाओं का चयन विस्थापित द्वितीयक वर्टेक्स (displaced secondary vertices) की आवश्यकता वाले हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर ट्रिगर्स का उपयोग करके किया जाता है। कॉम्बिनेटोरियल बैकग्राउंड को कम करने के लिए एक बूस्टेड डिसीजन ट्री (BDT) क्लासिफायर को प्रशिक्षित किया जाता है, जो कि किनेमैटिक वेरिएबल्स, वर्टेक्स फिट क्वालिटी और पार्टिकल आइडेंटिफिकेशन (PID) जानकारी का उपयोग करता है।
- क्षमता सुधार (Efficiency Correction): चयन क्षमताएं सिम्युलेटेड सैंपल्स से निर्धारित की जाती हैं, जिन्हें ट्रिगर दक्षता के लिए डेटा-संचालित विधि का उपयोग करके डेटा-सिमुलेशन अंतरों के लिए सुधारा जाता है। Bc+ मेसॉन के लघु जीवनकाल (लगभग B+ से 3 गुना कम) के कारण विस्थापित-वर्टेक्स चयन क्षमताओं के सावधानीपूर्वक उपचार की आवश्यकता होती है।
- यील्ड निष्कर्षण (Yield Extraction): सिग्नल और नॉर्मलाइजेशन यील्ड को Bc+ और B+ उम्मीदवारों के इनवेरिएंट-मास वितरण के अनबिनन्ड मैक्सिमम-लाइक्लीहुड फिट्स के माध्यम से निकाला जाता है। सिग्नल शेप्स को क्रिस्टल बॉल (Crystal Ball) फंक्शन का उपयोग करके मॉडल किया जाता है, जबकि आंशिक रूप से पुनर्गठित क्षय (जैसे कि अपूर्ण π0 या γ वाले) को पैरामेट्रिक PDF का उपयोग करके मॉडल किया जाता है।
- CP एसिमेट्री (CP Asymmetry): Bc+→D0K+ चैनल में डायरेक्ट CP उल्लंघन को मापने के लिए Bc+ और Bc− उम्मीदवारों का एक समवर्ती (simultaneous) फिट किया जाता है।
प्रमुख योगदान और परिणाम
यह शोध Bc+→D+K∗0 क्षय की पहली खोज की रिपोर्ट करता है और Bc+→D∗0K+ तथा Bc+→Ds+ϕ के क्वासी-टू-बॉडी (quasi-two-body) मोड के स्पष्ट प्रमाण प्रदान करता है। Bc+→D0K+ के मापन को बेहतर सटीकता के साथ अपडेट किया गया है, जबकि Bc+→D0π+ मोड अनऑब्जर्व्ड (unobserved) रहा।
मापे गए RDX मान (सांख्यिकीय, व्यवस्थित, और बाहरी अनिश्चितताओं के साथ) हैं:
- RD+K∗0=(1.42±0.23±0.07±0.11)×10−6 (प्रथम अवलोकन)
- RD∗0K+=(1.46±0.30±0.11±0.05)×10−6 (स्पष्ट प्रमाण)
- RDs+ϕ=(4.0±1.3±0.2±0.5)×10−7 (स्पष्ट प्रमाण)
- RD0K+=(9.7±1.0±0.4±0.3)×10−7 (सुधारित सटीकता)
- RD0π+<1.4×10−7 (95% कॉन्फिडेंस लेवल पर अपर लिमिट)
इसके अतिरिक्त, Bc+→D0K+ में डायरेक्ट CP एसिमेट्री ACP=0.07±0.10±0.03 मापी गई है, जो शून्य के अनुरूप है।
महत्ता (Significance)
परिणाम इस परिकल्पना की पुष्टि करते हैं कि सिंगल-चारम Bc+ क्षय में वीक एनिहिलेशन प्रभावी है। Bc+→D0K+ की तुलना में Bc+→D+K∗0 और Bc+→D∗0K+ का अवलोकन समान दरों पर होना इस अपेक्षा का समर्थन करता है कि ddˉ और ssˉ युग्मों में हैड्रोनाइजेशन समान संभावनाओं के साथ आगे बढ़ता है। Bc+→D0π+ का गैर-अवलोकन b→u ट्रांजिशन एम्प्लीट्यूड की उप-प्रभाविता की पुष्टि करता है।
व्युत्पन्न ब्रांचिंग फ्रैक्शन केवल W-एमिशन और पेंगुइन एम्प्लीट्यूड पर आधारित अपेक्षाओं से लगभग दो परिमाण (orders of magnitude) अधिक हैं, जो इस निष्कर्ष को सुदृढ़ करते हैं कि वीक एनिहिलेशन इन क्षयों के लिए प्राथमिक तंत्र है। वेक्टर मेसॉन अंतिम अवस्थाएं (D∗0K+ और D+K∗0) D0K+ मोड की तुलना में लगभग 1.5 गुना अधिक संभावित पाई गई हैं, जो B+→D(∗)K(∗) क्षयों में देखे गए पैटर्न के अनुरूप है। यह कार्य Bc+ क्षय गतिकी (dynamics) और हेवी-फ्लेवर फिजिक्स में वीक एनिहिलेशन की भूमिका की समझ को महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ाता है।
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