Model-independent measurement of the transversity amplitudes of the B0→K∗0μ+μ− decay
8.4 fb−1のLHCbデータを用いた本研究は、ルジャンドル多項式を用いたB0→K∗0μ+μ−の横方向振幅(transversity amplitudes)のモデルに依存しない測定を提示しており、標準模型の予測からのウィルソン係数C9の有意な偏差を明らかにすることで、ハドロン効果と潜在的な新物理との判別を助けている。
原著者: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, 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, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, Z. Amos, L. An, L. Anderlini, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, 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, M. Bai, Z. B. Bai, 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, W. Barker, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, 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, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J. L. M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, L. Bertsch, 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, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. B. Bonacci, 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, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. Campomagnani, A. C. Campos, 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, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, A. Codovini, C. Codovini, 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, G. C. Costantino, C. Cotirlan, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, 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, F. De Gregorio, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, A. De Robertis, E. De Santis, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, B. Demaire-Lepape, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, J. F. Diverchy, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, J. Dorta Moreno, A. C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, O. D. Durmus, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, 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, B. Fernandez Rodino, J. Fernandez-John, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R. A. Fini, R. Fiorenza, M. Fiorini, M. Firlej, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, 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, Y. 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, 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, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, A. G. Gomez Mongui, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, S. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, L. Hartman, 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, 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, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, S. Jacevicius, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, 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, S. Kholodenko, V. Kholoimov, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. 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, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, A. Kurzina, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, 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, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, J. Lin, S. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, X. 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, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, J. Lyu, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, R. Mangrulkar, D. Manuzzi, S. Mao, 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, C. Martinez, A. Martinez Armas, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, L. Matzner, 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, S. E. R. Medaer, 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, 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, N. Muangkod, 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, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, A. Novo Cal, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, 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, L. Palombini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, 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, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, A. Perez Casas, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, A. Petkovic, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. 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, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, 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, B. Rachwal, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M. S. Rangel, 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. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, A. Romano, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M. S. Rudolph, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, 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, H. Schumacher, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, S. Shelton, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, 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, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, 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, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, P. Svihra, V. Svintozelskyi, J. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, R. Thornton, 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, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, A. Valassi, 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, P. Varrella, 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, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. 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. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, A. Wasili, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, A. S. White, 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, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, S. Zalambani, J. A. Zamora Saa, F. Zangari, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, M. Zhao, 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, T. Zies, D. Zuliani, X. Zuo
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、粒子が材料である巨大な宇宙的キッチンだと想像してみてください。何十年もの間、物理学者たちは「標準模型」と呼ばれる非常に厳格なレシピ本に従ってきました。この本は、粒子がどのように混ざり合い、踊り、互いに姿を変えるべきかを正確に教えてくれます。このレシピは長い間完璧であり、宇宙が提供するほぼすべての料理を予測してきました。しかし最近、シェフたちはキッチンの特定のコーナーで奇妙なことが起きていることに気づきました。それは、「B中間子」と呼ばれる重い粒子が、より軽い中間子と一対のミューオン(電子の重い従兄弟のようなもの)へと崩壊するという稀なプロセスです。レシピ本によれば、このダンスは非常に特定の律動で行われるはずです。しかし、科学者たちが粒子のダンスを観察すると、音楽と完全には一致しないステップがいくつか見られます。まるで、ダンサーが指揮者と少しズレているかのようです。これは大きな謎を呼び起こしました。レシピ本が間違っているのか、それとも私たちがまだ考慮に入れていない隠れた材料があるのでしょうか? ここで、CERNのLHCb実験の新しい科学者チームが、調査のために介入します。
この論文は、その奇妙なダンスを高精細なスローモーション再生として捉えたものですが、少しひねりが加えられています。ダンスを漠然とした塊として見るのではなく、科学者たちは止まることなく、あらゆるフレームを撮影することに決めました。彼らは、猛烈な速度で陽子を衝突させて収集した膨大なデータを用いて、B中間子がKスター中間子と二つのミオンへと崩壊する様子を観察しました。彼らの調査の鍵は、「モデルに依存しない(model-independent)」アプローチでした。通常、科学者はデータを既成の理論に当てはめようとしますが、それはまるで四角い杭を丸い穴に無理やり押し込もうとするようなものです。代わりに、これらの研究者は、ダンスの形を予想に基づいて強制するのではなく、見たままの姿を正確に記述するために、「ルジャンドル多項式」(柔軟でうねうねとした定規のようなものと考えてください)という数学的ツールを使用しました。彼らは、現象が最も興味深い、二つの既知の粒子共鳴の間にある1.1から8.0 GeV²/c⁴という特定のエネルギー範囲に焦点を当てました。
この「スローモーション」分析の結果は非常にエキサイティングです。彼らが柔軟な定規を使ってダンスの動きを再構成したところ、ミューオンのリズムが標準模型の予測と一致しないことがわかりました。具体的には、彼らは「横型振幅(transversity amplitudes)」(粒子が崩壊中にどのように回転し、向きを変えるかを表すもの)に関連する量を測定し、偏差を見出しました。これらの偏差を「ウィルソン係数」(特定の力の強さを制御する機械のノブのようなもの)の言葉に翻訳すると、特定の力(C9と呼ばれる)のノブが、標準模型が想定している位置から大きく外れていることがわかりました。論文によれば、この偏差は期待値から4.3から4.8標準偏差(σ)離れています。素粒子物理学の世界では、5シグマの結果が通常「発見」のゴールドスタンダード(黄金律)とされていますが、これはまだそこには達していません。しかし、これは非常に強力なヒントです。例えるなら、配線に間違いがあることを示唆する、非常に大きく執拗な煙探知機の警告音のようなものです。
科学者たちはまた、この奇妙な現象が、新しい物理学によるものではなく、粒子自体の乱雑で複雑な相互作用(ハドロン効果として知られるもの)によって説明できるかどうかを検証しました。特定のモデルを仮定せずに振幅を直接測定することで、彼らは粒子相互作用の「ノイズ」と、新しい物理学の潜在的なシグナルを分離できることを示しました。彼らは、たとえ注意深く測定を行ったとしても、この不一致が依然として存在することを見出しました。彼らはデータの切り分け方(ビニング・スキーム)の異なる方法をテストしましたが、最も詳細なスライスにおいて、偏差はさらに強まり、4.8σに達しました。これは、より精密に見れば見るほど、ダンスが古いレシピの拍子から外れているように見えることを示唆しています。
要約すると、この論文は、まだ新しい粒子や新しい力を発見したと主張しているわけではありません。その代わりに、この特定の粒子崩壊に関する、最も精密で柔軟、かつモデルフリーな地図を提供しています。それは、「フレーバー異常(strange dance steps)」が現実であり、持続的なものであることを確認し、宇宙がレシピ本に新しい材料を隠しているのか、あるいは古いレシピに非常に注意深く複雑な調整が必要なだけなのかを解明するための強力なツールを科学界に与えています。著者らは、さらなるデータとより優れた理論的ツールがあれば、このアプローチが、なぜ宇宙の粒子が少し異なるビートに合わせて踊っているのかという謎を解くために極めて重要になると結論づけています。
技術要約:B0→K∗0μ+μ− 崩壊における横型振幅のモデルに依存しない測定
問題と動機
フレーバー変化中性流(FCNC)は標準模型(SM)において抑制されており、b→sℓ+ℓ− 遷移のような過程は新物理(NP)に対する敏感なプローブとなります。B0→K∗0μ+μ− 崩壊における分岐比および角度観測量の最近の測定では、標準模型の予測値との間に不一致が示されており、これらは総称してフレーバー異常として知られています。これらの不一致は、特定のチャネルにおいて3.6から4.1標準偏差のレベルで観測されており、NPによる寄与、あるいは未考慮のSMハドロン効果の可能性を示唆しています。
これらの異常を解釈する上での重要な課題は、短距離のNP寄与と長距離のハドロン効果を区別することであり、これらはレプトン対不変質量二乗 q2 に対して異なる依存性を示します。従来の解析では、これらの寄与を分離するために、q2 依存性のモデル依存的な記述に依存することが多くありました。しかし、そのようなモデルにおける長距離寄与の正確性は、理論的な議論の対象となっています。したがって、外部の理論予測や短距離・長距離寄与の明示的な分離に依存することなく、データから崩壊振幅を直接測定する、モデルに依存しないアプローチが必要です。これにより、角度観測量を q2 の関数として連続的に記述することが可能になり、潜在的なNPの具体的な q2 挙動に対する感度を高めることができます。
手法
本論文では、LHCb実験によって収集された、重心エネルギー7, 8, 13 TeVにおける積分ルミノシティ 8.4fb−1 に相当するプロトン・プロトン衝突データを用いた、B0→K∗0(→K+π−)μ+μ− 崩壊のアンビンンド(unbinned)振幅解析を提示します。解析は、ϕ および J/ψ レゾナンスを避けるため、振幅が急速に変化しモデリングが困難な領域を除外した 1.1<q2<8.0GeV2/c4 の q2 領域に焦点を当てています。
手法の核心は、ルジャンドル多項式を用いた崩壊振幅のモデルに依存しないパラメータ化です。微分崩壊率は、Kπ 系の不変質量二乗、q2、および3つの角度(θℓ,θK,ϕ)の5つの運動学的変数によって記述されます。崩壊振幅は、次数3までのルジャンドル多項式の線形結合として構成されます:
A(q2)=α0L0(q2)+α1L1(q2)+α2L2(q2)+α3L3(q2)
ここで αi は複素振幅成分です。この選択は、ルジャンドル多項式の直交性を利用して振幅成分間の相関を低減し、従来の経験的なパラメータ化と比較してフィッティングの安定性を向上させるものです。
解析では、振幅成分の実部と虚部をフィッティングパラメータとして扱うことで、q2 依存性の不連続性を回避しています。連続的な対称性を解決して一意な振幅セットを残すために、基底固定条件が適用されています。S波の寄与は、その影響が統計的不確かさに比べて無視できるため、 q2 に関する一様関数としてモデル化された、摂動パラメータ(nuisance parameter)として扱われます。
信号選択には、厳格な粒子識別、トポロジカルな要件、および誤識別されたハドロン、ピークを持つ背景事象(B0→K∗0J/ψ)、およびコンビナトリアル背景事象を抑制するためのBoosted Decision Tree (BDT) 分類器が含まれます。アンビンンド拡張最大尤度フィットが、不変質量および4つの角度変数に対して同時に行われます。信号の確率密度関数(PDF)は、4次元の受容関数(ルジャンドル多項式の積としてモデル化されたもの)を乗じた4次元の微分崩壊率を取り入れます。
主な貢献
- 初のモデルに依存しない振幅測定: 本研究は、指定された q2 範囲において、ルジャンドル多項式を用いて B0→K∗0μ+μ− の横型振幅をモデルに依存しない方法で測定した初の事例を提供します。
- 連続的な q2 依存性: 振幅抽出において q2 ビニングを回避することで、角度観測量を q2 の連続関数として構築することを可能にします。この柔軟性は、グローバル解析や、ハドロン効果とNPの q2 依存性に関する理論的予測の検証において極めて重要です。
- CP平均観測量: 測定は B0 と Bˉ0 のデータを組み合わせた上で行われ、CP平均観測量が得られます。
- 系統誤差の取り扱い: 解析には、系統誤差の包括的な評価が含まれており、特に運動学的およびトリガー補正に関連する誤差が、主要な系統誤差の源であることが判明しています。
結果
フィットにより振幅成分とその相関が得られ、これらを用いてCP平均角度観測量(Si および AFB)が構築されます。
- 観測量: 測定された観測量、特に S5 および前方後方非対称性 AFB は、
flavioパッケージを用いて計算された標準模型の予測からの偏差を示しています。 - ウィルソン係数:
flavioフレームワーク内で結果を解釈することにより、有効ウィルソン係数 C9 を制約します。- ベースラインとなるビニングスキーム(従来のLHCbのビン分割解析と同様)を用いた場合、ウィルソン係数 C9 の標準模型の期待値からの偏差は 4.3σ であることが分かりました。
- 観測量を構築するために、より狭い q2 ビン(ベースラインビンの4分の1のサイズ)を使用すると、感度が高まり、偏差は 4.8σ まで上昇します。
- 整合性: 角度観測量の結果は、最新のLHCbによるビン分割角度解析と良好に一致しており、モデルに依存しないアプローチの妥当性を検証しています。
意義
本論文は、このモデルに依存しないアプローチが、ハドロン効果と新物理の寄与を分離するための堅牢なテストを可能にすることを主張しています。C9 における 4.3σ から 4.8σ レベルの偏差の観測は、b→sℓ+ℓ− 遷移におけるフレーバー異常の存在を補強するものです。著者らは、理論的予測が向上し、より大きなデータセットが利用可能になるにつれ、この振幅ベースのアプローチがこれらの異常の起源についてより深い洞察を提供し、将来的には S波、CP非対称性、およびスカラー振幅のより精密な測定を可能にする可能性があると述べています。
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