Observation of $CP$ violation in B0→J/ψρ(770)0 decays
LHCbの陽子・陽子衝突データを用い、本論文はB0→J/ψρ(770)0崩壊における時間依存$CP$非対称性の初観測を報告し、これらの結果をSU(3)フレーバー対称性の下での既知の測定値と組み合わせることで、Bs0→J/ψϕ(1020)崩壊における$CP$非対称位相へのペンギン寄与に対する現在最も厳しい制約を確立する。
原著者: 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, Z. B. Bai, 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. Bavarchee, 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, 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, C. Burr, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. C. Campos, 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, 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, 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, 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, A. Jelavic, 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, F. Kiraz, 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, 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, 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, D. Mazzanti Tarancon, 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. M. Mu, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, 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. 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, 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, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, M. Shapkin, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, Y. Shimizu, E. Shmanin, R. Shorkin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, 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, 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, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, D. Zuliani, G. Zunica
原論文は CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 ✨ これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
宇宙を、物質と反物質が完璧な鏡像であるはずの、壮大な宇宙的ダンスフロアだと想像してみてください。もし両者が本当に同一であったなら、ビッグバンの瞬間に互いに消滅し合い、光だけの宇宙が残り、星も惑星も人間も存在しなかったはずです。しかし、私たちは今ここにいます。つまり、どこかの過程で、ダンスのステップがわずかにズレてしまったのです。この不一致は「CP対称性の破れ」と呼ばれます。これは、自然界が粒子とその反粒子を、ほんの少しだけ異なるものとして扱うということを、小難しく表現した言葉です。科学者たちは何十年もの間、なぜ私たちが存在するのかという手がかりを見つけようと、こうした微細な違いを追い求めてきました。粒子の振る舞いに関する最高のルールブックである標準模型は、こうした違いの一部を予測していますが、それが物語のすべてではない可能性があります。もし、ルールブックが予測していない違いが見つかれば、それは「新しい物理学」、すなわち私たちがまだ発見していない秘密の成分や隠れた力の兆候となるかもしれません。
これらの微妙な違いを捉えるために、物理学者はBメソンと呼ばれる重い粒子に注目します。Bメソンを、短命で不安定なセレブリティが他の粒子へと崩壊(あるいは「分解」)するものだと考えてください。時として、これらの崩壊は、自然界が時間と対称性を扱う際に隠れた偏りを持っていることを明らかにする形で起こります。特定の種類の崩壊の一つに、BメソンがJ/ψ粒子とρ(770)⁰粒子へと変化するプロセスがあります。このプロセスは、粒子が特定のやり方で回転したり捻れたりする、複雑な手品のようなものです。この手品がどの程度の頻度で起こるかを、その「反手品」(反粒子が同じことを行う場合)と比較して正確に測定することで、科学者たちは宇宙が「お気に入り」を作っているかどうかを示す数値を算出することができます。
CERNのLHCbコラボレーションによるこの論文は、まさにその手品が実際に起きている瞬間を捉えることを目的としています。大型ハドロン衝突型加速器での陽子・陽子衝突のデータを用いて、チームはこれら数百万ものBメソンの崩壊を研究しました。彼らは、B0→J/ψρ(770)0 の崩壊における時間依存のCP非対称性がゼロではないことを発見しました。平易に言えば、彼らはダンスステップの「偏り」を測定し、それが実在することを見出したのです。チームは、CP対称性の破れのパラメータを 2βeffccˉd=0.710±0.084±0.051 rad および ∣λ∣=1.019±0.034±0.024 と決定しました。これは大きな出来事です。なぜなら、これがこの特定の崩壊過程における初の観測だからです。以前は、これが起きている可能性は知られていましたが、今や高い統計的有意性(標準偏差の約10倍)をもって明確に目撃されたのです。
しかし、これがより大きな全体像においてなぜ重要なのでしょうか? 研究者たちは、この新しい測定値を、より有名で異なる崩壊である Bs0→J/ψϕ(1020) というパズルを解くための「制御チャンネル」として使用しました。その別の崩壊では、「ペンギン・ポルーション(ペンギン汚染)」(鳥の名前ではなく、ファインマン図の面白い図にちなんで名付けられたもの)と呼ばれる、厄介な背景効果が存在し、ϕs という重要な位相を測定しようとする際の邪魔をします。それは、騒がしい部屋の中でささやき声を聞こうとするようなものです。ペンギン効果は、まさにその「ノイズ」なのです。この B0→J/ψρ(770)0 の崩壊における「ノイズ」を測定することで(これは似ているものの、より音が大きい崩壊です)、チームはもう一方の崩壊から差し引くべきノイズの量を推定することができました。
物理法則がこれら二つの類似した崩壊を対称に扱うと仮定すると(SU(3)フレーバー対称性と呼ばれる概念です)、彼らはこの新しい結果を古いデータと組み合わせ、このペンギンによるシフトの大きさを計算しました。彼らは、シフト Δϕs が 5.0±4.6 mrad であることを見出しました。これは、この効果に対する現在最も精密な制約です。この論文は、まだ「新しい物理学」を発見したと主張しているわけではありませんが、望遠鏡の精度を高めました。それは、ペンギン効果による「ノイズ」が十分に小さいため、今や ϕs という根底にある位相をより高い確信を持って測定できることを示しています。将来の ϕs の測定値が、このノイズを考慮に入れた後でも依然として標準模型の予測と一致しないのであれば、その時こそ、宇宙が新しい秘密を隠していることが確実になるでしょう。現時点では、この論文は、LHCb検出器が宇宙のダンスにおける極めて微細な揺らぎさえも見逃さない、熟練した観測者であることを裏付けています。
技術要約:B0→J/ψρ(770)0 崩壊におけるCP対称性の破れの観測
問題と動機
B メソンの崩壊におけるCP対称性の破れの測定は、宇宙における物質と反物質の非対称性を理解し、標準模型(SM)を検証する上で極めて重要である。主要な観測量の一つは、Bs0–Bˉs0 ミキシングに関連するCP破壊位相 ϕs である。標準模型はツリーレベルにおいて ϕs を精密に予測しているが、「ペンギン」寄与(劣位の電弱ループ振幅)に起因する理論的な不確かさにより、黄金チャネルである Bs0→J/ψϕ(1020) における現在の実験的測定には限界がある。これらのペンギン効果は、長距離非摂動効果のために計算が困難なシフト Δϕs を導入する。
Δϕs を制約するために、LHCb コラボレーションは SU(3) フレーバー対称性を利用して、Bs0→J/ψϕ(1020) 崩壊におけるペンギン寄与を B0→J/ψρ(770)0 崩壊に関連付けている。後者はカビボ抑制された b→ccˉd 遷移を経て進行し、ハドロン・ペンギン・パラメータに対して高い感度を持つ制御チャネルとして機能する。Run 1 データ(2011–2012年)を用いた LHCb による先行測定では、Δϕs の結果はペンギン・シフトを有意に制約するには不十分な精度であった。本論文は、この特定の崩壊モードにおける時間依存CP対称性の破れの初観測を達成するために、Full Run 2 データセットを用いた更新された解析を提示する。
手法
解析には、2015–2018 年に s=13 TeV の重心エネルギーで LHCb 検出器によって収集された、積分ルミノシティ 6 fb−1 に対応する陽子・陽子衝突データを使用する。研究は崩壊連鎖 B0→J/ψ(→μ+μ−)ρ(770)0(→π+π−) に焦点を当てている。
- イベント選択と再構成: 候補粒子は質量範囲 [5250,5500] MeV/c2 内で再構成される。ブーステッド決定木分類器が組合せ背景事象を抑制し、厳格な粒子識別および質量ベトにより、B(s)0→J/ψK∗0、Λb0→J/ψph−、および B+→J/ψK+ 崩壊からのピーキング背景事象を除去する。m(J/ψπ+π−) 分布に対するアンビンニング最大尤度フィットを用いて、信号と、部分的に再構成された Bs0 崩壊を含む背景成分を分離する。
- 振幅解析: 背景除去後の崩壊時間、π+π− 不変質量 (mππ)、および角度変数 (cosθπ,cosθμ,χ) の多次元分布に対して、重み付き最大尤度フィットを行う。フィットは、データ取得期間とトリガー・カテゴリによって定義された6つのサブサンプルにわたって同時に行われる。
- 効率とタギング: 崩壊時間および角度変数の関数としての非一様な検出効率を考慮する。崩壊時間の効率は、制御チャネル B0→J/ψK∗0 を用いて決定される。フレーバー・タギングは、オポジットサイドおよびセイムサイドのアルゴリズムを用いて行われ、有効なタギング力は 4.5% である。タグなしの候補(信号の12%)は、CP対称性の破れに対して感度がないため、CPフィットから除外される。
- モデリング: mππ スペクトルは、6つの共鳴状態 (ρ(770)0,ρ(1450)0,ρ(1700)0,f0(500),f0(1270),ω(782)) でモデル化される。ρ(770)0 成分には独立したCP破壊パラメータ (2βccˉdeff および ∣λ∣) が割り当てられ、他の共鳴状態は共通のセットを共有する。
主な結果
解析により、B0→J/ψρ(770)0 プロセスに関する以下のCP破壊パラメータが得られた:
- 2βccˉdeff=0.710±0.084 (stat)±0.051 (syst) rad
- ∣λ∣=1.019±0.034 (stat)±0.024 (syst)
2βccˉdeff の非ゼロ値の統計的有意性は約10シグマであり、この崩壊チャネルにおける時間依存CP対称性の破れの初観測を確立している。結果は先行するLHCbの測定値と一致しているが、精度は約2倍向上している。
これらの Run 2 の結果を Run 1 の測定値と組み合わせ、SU(3) フレーバー対称性の仮定を適用することで、Bs0 ミキシング位相へのペンギン・シフトは以下のように制約される:
- Δϕs=5.0±4.6 mrad
この不確かさは、ϕs 自体の現在の実験的精度よりも大幅に小さい。振幅比と位相差をスキャンした SU(3) フレーバー対称性の破れの研究によれば、対称性の破れの効果によって Δϕs の不確かさが最大でも 6.9 mrad まで増加する可能性があるが、これは推定値が現行の精度限界内で堅牢であることを示唆している。
意義
本論文は、本研究が B0→J/ψρ(770)0 崩壊における時間依存CP対称性の破れの初観測を構成すると主張している。Bs0→J/ψϕ(1020) ミキシング位相へのペンギン寄与 (Δϕs) に対する最も厳格な制約を提供することで、これらの結果は標準模型の精密検証に不可欠である。測定されたパラメータは、ペンギン汚染が存在する状況下で位相 2β と ϕs を同時に決定することを目的とした、B→J/ψX 崩壊のグローバル研究のための重要な入力値となる。
自分の分野の論文に埋もれていませんか?
研究キーワードに一致する最新の論文のダイジェストを毎日受け取りましょう——技術要約付き、あなたの言語で。
毎週最高の high-energy experiments 論文をお届け。
スタンフォード、ケンブリッジ、フランス科学アカデミーの研究者に信頼されています。
受信トレイを確認して登録を完了してください。
問題が発生しました。もう一度お試しください。
スパムなし、いつでも解除可能。