Comprehensive analysis of the B0→K∗0μ+μ− decay
Gebruikmakend van 8,4 fb−1 aan LHCb proton-proton botsingsdata, presenteert dit artikel een uitgebreide analyse van de B0→K∗0μ+μ− verval die de eerste volledige set van S-golf observabelen en muonmassa-effecten bevat, waarmee wordt bevestigd dat de gemeten $CP$-gemiddelde observabelen en vertakkingsfracties spanningen blijven vertonen met de Standaardmodel-voorspellingen.
Oorspronkelijke auteurs: 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
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
Stel je het universum voor als een gigantische, razendsnelle racebaan waar piepkleine deeltjes rondrazen met bijna de snelheid van het licht. Bij het LHCb-experiment zijn wetenschappers als superdetectives die toezien op een zeer specifieke, zeldzame botsing: een zwaar deeltje genaamd een B0-meson die uiteenvalt in een lichter K*0-meson en een paar muonen (die als zware, spookachtige neefjes van elektronen kunnen worden beschouwd).
Dit is niet zomaar een botsing. In het Standaardmodel — het regelboek dat natuurkundigen gebruiken om te beschrijven hoe het universum werkt — zou deze specifieke uiteenvalling op een zeer voorspelbare manier moeten gebeuren, zoals een klokwerkje. Maar al een tijdje loopt de klok net iets uit de pas met het regelboek.
De Grote Onthulling: Een Nauwkeuriger Blik
In deze nieuwe studie heeft het LHCb-team een enorme hoeveelheid data gebruikt (gelijk aan 8,4 fb⁻¹ aan proton-protonbotsies verzameld tussen 2011 en 2018) om de meest gedetailleerde blik tot nu toe op deze uiteenvalling te werpen. Zie dit als het upgraden van een wazige beveiligingscamera naar een 4K slow-motion camera die elke kleine draai en beweging van de deeltjes kan zien.
Wat ze vonden:
Het team heeft een heleboel "angulaire observabelen" gemeten. Stel je voor dat de deeltjes wegvliegen als scherven uit een vuurwerk. Deze observabelen vertellen ons precies in welke richting de stukken wegvliegen en hoe ze draaien.
- Het goede nieuws: De "CP-asymmetrie"-observabelen (die controleren of het universum materie en antimaterie verschillend behandelt in deze botsing) zijn allemaal consistent met nul. Met andere woorden: het universum speelt eerlijk spel hier; er zijn geen sluipende verschillen tussen materie en antimaterie gevonden.
- De spanning: Wanneer ze naar de "CP-gemiddelde" observabelen keken (het gemiddelde gedrag van de deeltjes), laten de resultaten nog steeds een patroon van spanningen zien met de voorspellingen van het Standaardmodel. Specifiek, in bepaalde energiebereiken (zoals 4,0 < q² < 6,0 GeV²/c⁴), wijkt de data met ongeveer 2,6 tot 2,7 standaarddeviaties (σ) af van het regelboek.
Nieuwe Tools in de Gereedschapskist van de Detective
Dit artikel is niet slechts een herhaling van oude experimenten; het brengt een aantal gloednieuwe trucs met zich mee:
- Het "S-golf"-mysterie: Voorheen keken wetenschappers voornamelijk naar de hoofdrol van de "P-golf"-spin van de deeltjes. Deze studie is de eerste die de "S-golf"-bijdrage (een andere manier waarop de deeltjes kunnen draaien) volledig meet en hoe deze interfereert met de hoofdspin. Het is alsof je eindelijk de achtergrondruis in een liedje hoort, en niet alleen de hoofdmelodie.
- Zware Muonen Doen Er Toe: Het team realiseerde zich dat de massa van de muonen zelf de wiskunde verandert, vooral bij lagere energieniveaus (onder 6 GeV²/c⁴). Voor het eerst hebben ze deze "zwaarte" meegenomen in hun berekeningen, wat cruciaal bleek te zijn.
- Smallere Bins: In plaats van naar de data te kijken in brede, vage emmers, hebben ze de energiebereiken in veel smallere stroken gesneden. Dit gaf hen een scherper beeld van precies waar de spanning met het Standaardmodel optreedt.
Wat Ze Uitsloten (en Wat Niet)
Het team was zeer zorgvuldig in het controleren of de "glitches" die ze zagen, simpelweg kwamen door een gebrek aan begrip van de achtergrondruis.
- Ze sloten uit dat de spanning wordt veroorzaakt door eenvoudige, langetermijneffecten (zoals de deeltjes die op een manier interageren die we al kunnen berekenen). Hun analyse suggereert dat deze effecten niet groot genoeg zijn om de discrepantie te verklaren.
- Ze sloten de mogelijkheid van "Nieuwe Fysica" NIET uit. Sterker nog, de spanning suggereert dat iets nieuws zou kunnen bijdragen aan de uiteenvalling. Als je het Standaardmodel als een recept voorstelt, suggereert de data dat er misschien een extra, geheim ingrediënt is (zoals een nieuw deeltje of een nieuwe kracht) dat nog niet op de lijst van het recept staat.
- Ze bewezen de aanwezigheid van Nieuwe Fysica NIET. Een spanning van 2,7σ is als het zien van een schaduw die een beetje op een monster lijkt; het is verdacht, maar het is geen bevestigde monsterwaarneming (die meestal 5σ vereist). Het artikel stelt expliciet dat de resultaten "het patroon van spanningen blijven vertonen", wat betekent dat het mysterie onopgelost blijft.
De Kern van het Verhaal
De auteurs hebben de uiteenvalling van het B0 → K*0µ+µ− deeltje gemeten met een ongekende precisie. Ze kwamen tot de conclusie dat, hoewel het universum materie en antimaterie gelijk behandelt in dit proces, de manier waarop de deeltjes wegvliegen en draaien nog steeds niet helemaal overeenkomt met de voorspellingen van het Standaardmodel in specifieke energiezones.
Ze berekenden dat de data past bij een theorie waarbij een specifieke parameter (genaamd Re(C9)) met ongeveer -0,93 afwijkt van de waarde van het Standaardmodel. Deze verschuiving is significant (ongeveer 4,1σ wanneer alle data wordt gecombineerd), maar het is nog steeds een "suggestie" van nieuwe fysica, geen bevestigde ontdekking. Het artikel eindigt met de opmerking dat de spanning echt en intrigerend is, maar dat de zaak nog steeds openstaat, wachtend op meer data om te zien of de "geest" in de machine daadwerkelijk een nieuw deeltje is of slechts een optische illusie.
Technische Samenvatting van CERN-EP-2025-278: Uitgebreide analyse van de B0→K∗0μ+μ− verval
Probleem en Context
Experimentele metingen van het zeldzame flavor-changing neutral current verval B0→K∗0μ+μ− (waarbij K∗0→K+π−) vertonen hardnekkige discrepanties met de voorspellingen van het Standaardmodel (SM). Deze processen, die worden gemedieerd door de onderliggende b→sμ+μ− quark-transitie, zijn sterk onderdrukt in het SM en komen alleen voor via virtuele kwantumlussen. Deze onderdrukking maakt ze tot gevoelige sondes voor Nieuwe Fysica (NP), wat zich potentieel kan manifesteren als afwijkingen in Wilson-coëfficiënten zoals C9. Echter, de interpretatie van deze spanningen blijft onderwerp van debat, met lopende discussies over de vraag of ze voortkomen uit NP of onderschatte SM long-distance effecten. Eerdere analyses hebben het K+π− systeem grotendeels behandeld als een zuivere P-golf resonantie (K∗(892)0) en vaak effecten van leptonmassa of de interferentie met de S-golf component genegeerd.
Methodologie
Deze analyse maakt gebruik van proton-proton botsingsdata verzameld door het LHCb-experiment, overeenkomend met een geïntegreerde luminositeit van 8,4 fb−1 (dekking van 2011, 2012 en 2016–2018). De studie maakt gebruik van een vijfdimensionale unbinned maximum-likelihood fit van de differentiële vervalsnelheid als functie van de dimuon invariante massa in het kwadraat (q2), de K+π− invariante massa (m(K+π−)), en de drie vervalangels (θℓ,θK,ϕ).
Belangrijke methodologische innovaties en kenmerken zijn onder meer:
- Simultane Behandeling van Kinematica: Voor het eerst behandelt deze analyse simultaan alle relevante kinematische variabelen, waarbij expliciet rekening wordt gehouden met m(K+π−) over een breder bereik (0,7459<m(K+π−)<1,0959 GeV/c2) dan eerdere studies. Dit maakt de directe meting mogelijk van de interferentie tussen P-golf (K∗) en S-golf bijdragen.
- Leptonmassa-effecten: De analyse houdt rekening met de eindige massa van het muon, die een significante impact blijkt te hebben op de angulaire observabelen voor q2≲6 GeV2/c4. Er worden drie passende modellen gehanteerd: "fully massive" (geen aannames), "partially massive" (massaloze lepton-relaties toegepast waar geldig) en "massless".
- CP-asymmetrieën: De studie extraheert de volledige set CP-gemiddelde angulaire observabelen (Si) en CP-asymmetrie observabelen (Ai) in een enkele simultane fit over zes subsamples (verdeeld naar B0/Bˉ0 en runs-perioden).
- Achtergrondonderdrukking: Een toegewijde Boosted Decision Tree (BDT) classifier wordt gebruikt om combinatorische achtergronden te onderdrukken. Piekende achtergronden van misidentificatie van deeltjes (bijv. Bs0→ϕμ+μ−, B0→J/ψK∗0) worden gereduceerd via kinematische veto's en neurale netwerk classifiers.
- Validatie: De analyse is tweemaal uitgevoerd met twee onafhankelijk ontwikkelde frameworks om de resultaten te valideren. Systematische onzekerheden worden coherent geëvalueerd over alle q2 bins, en de volledige covariantie-matrix van de observabelen wordt verstrekt.
Belangrijkste Bijdragen
Dit artikel presenteert verschillende "eersten" in de analyse van dit vervaltype:
- Volledige S-golf en Interferentie Observabelen: Het rapporteert de volledige set observabelen die betrekking hebben op de K+π− S-golf bijdrage en de interferentie tussen P- en S-golven.
- Leptonmassa Behandeling: Het is de eerste analyse die rekening houdt met de effecten van de muonmassa bij het bepalen van angulaire observabelen.
- Differentiële Vertakkingsfractie: Het meet simultaan de differentiële vertakkingsfractie relatief aan de normalisatie-modus B0→J/ψ(→μ+μ−)K+π− zonder te vertrouwen op een specifiek model van de angulaire distributie.
- Volledige CP-asymmetrie Set: Het biedt de eerste meting van de volledige set CP-asymmetrie observabelen naast de CP-gemiddelde observabelen.
- Verfijnde Binning: Het maakt gebruik van smallere q2 bins vergeleken met eerdere analyses om het begrip van de q2 afhankelijkheid te verbeteren.
Resultaten
- CP-asymmetrieën: Alle geëxtraheerde CP-asymmetrie observabelen zijn consistent met nul, wat geen significante afwijking van de SM-verwachtingen laat zien.
- CP-gemiddelde Observabelen: De metingen van de CP-gemiddelde observabelen (Si) en de differentiële vertakkingsfractie vertonen de patronen van spanningen met SM-voorspellingen die eerder zijn waargenomen in analyses met deelsets van deze dataset.
- De geoptimaliseerde observabele P5′ vertoont discrepanties met SM-voorspellingen (specifiek de GRvDV en ABCDMN scenario's) in de 1,1<q2<2,5, 4,0<q2<6,0 en 6,0<q2<8,0 GeV2/c4 bins, met spanningen variërend van 1,6σ tot 2,7σ.
- De forward-backward asymmetrie (AFB) vertoont spanningen van 1,7σ tot 2,5σ in de 2,5<q2<6,0 GeV2/c4 regio.
- De differentiële vertakkingsfractie ligt 1,5σ tot 2,1σ onder de SM-voorspellingen in de 1,1<q2<6,0 GeV2/c4 bin.
- Globale Fits: Wanneer de resultaten met de SM worden gefit met behulp van de Flavio en EOS pakketten, neemt de discrepantie met de SM-waarde van het reële deel van de Wilson-coëfficiënt C9 (Re(C9)) toe tot 3,6σ (Flavio) en 3,8σ (EOS). Het opnemen van de differentiële vertakkingsfractie verhoogt deze significantie naar 4,1σ (Flavio) en 4,0σ (EOS). De beste fit suggereert een verschuiving in Re(C9) van ongeveer $-0,94$.
Significantie
Het artikel beweert dat deze analyse de meest precieze metingen tot nu toe biedt van de CP-gemiddelde angulaire observabelen, de geassocieerde CP-asymmetrieën en de differentiële vertakkingsfractie voor het B0→K∗0μ+μ− verval. Door de S-golf bijdrage op te nemen, rekening te houden met leptonmassa's en de volledige set CP-asymmetrieën te meten, biedt de analyse een completere en robuustere test van het Standaardmodel. De resultaten bevestigen het bestaan van spanningen met SM-voorspellingen in de b→sμ+μ− sector, met name in de P5′ observabele en de vertakkingsfractie, terwijl ze bevestigen dat CP-violatie consistent met nul is. Het verstrekken van de volledige covariantie-matrix en de model-onafhankelijke bepaling van vertakkingsfracties zijn bedoeld om daaropvolgende fenomenologische analyses en globale fits naar Nieuwe Fysica modellen te faciliteren.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.
Ontvang wekelijks de beste high-energy experiments papers.
Vertrouwd door onderzoekers van Stanford, Cambridge en de Franse Academie van Wetenschappen.
Check je inbox om je aanmelding te bevestigen.
Er ging iets mis. Opnieuw proberen?
Geen spam, altijd opzegbaar.