Model-independent measurement of the transversity amplitudes of the B0→K∗0μ+μ− decay
利用 8.4 fb−1 的 LHCb 数据,本研究通过勒让德多项式对 B0→K∗0μ+μ− 横向振幅进行了模型无关的测量,揭示了威尔逊系数 C9 与标准模型预测之间的显著偏差,这有助于将强子效应与潜在的新物理效应区分开来。
原作者: 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
原始论文采用 CC BY 4.0 许可(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 ✨ 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
想象一下,宇宙是一个巨大的、宇宙级的厨房,而粒子就是其中的食材。几十年来,物理学家们一直遵循着一本非常严格的食谱,叫做“标准模型”。这本书告诉我们粒子应该如何混合、起舞以及相互转化。长期以来,这是一份完美的食谱,几乎预言了宇宙呈现出的每一道菜肴。但最近,厨师们注意到厨房的一个特定角落里发生了一些奇怪的事情:一种被称为 B介子(B-meson)的重粒子衰变为一个较轻的粒子和一对缪子(muons,它们像是电子的重型表亲)的罕见过程。根据食谱,这场舞蹈应该遵循特定的节奏。然而,当科学家们观察粒子的舞蹈时,他们发现舞步与音乐并不完全同步。这就像是舞者与指挥的节奏稍微脱节了。这引发了一个巨大的谜团:是食谱错了,还是我们还没考虑到某种隐藏的成分?正是在这个阶段,来自欧洲核子研究中心(CERN)LHCb 实验的一个新科学家团队介入并展开调查。
这篇论文就像是那场奇特舞蹈的高清、慢动作回放,但带有一个转折。科学家们并没有只是模糊地观察舞蹈的大致轮廓,而是决定不间断地拍摄每一帧画面。他们利用从高速碰撞质子中收集到的海量数据,研究了 B介子衰变为 K* 介子和两个缪子的过程。他们调查的关键在于一种“模型无关”(model-independent)的方法。通常,科学家会试图将数据拟合进一个预设的理论中,就像试图把方榫头塞进圆孔里。相反,这些研究人员使用了一种被称为勒让德多项式(Legendre polynomials)的数学工具(可以将其想象成一组灵活、弯曲的尺子),在不强加任何预期形状的情况下,精确地描述舞蹈的形状。他们专注于一个特定的能量范围,即 1.1 到 8.0 GeV²/c⁴ 之间,这是在两个已知的粒子共振态之间最有趣的活跃区间。
这次“慢动作”分析的结果非常令人兴奋。当他们用这些灵活的尺子重建舞步时,发现缪子的节奏与标准模型的预测并不匹配。具体来说,他们测量了一个与“横向振幅”(transversity amplitudes,描述粒子在衰变过程中如何旋转和定向)相关的量,并发现了偏差。当他们将这些偏差转化为“威尔逊系数”(Wilson coefficients,类似于控制某些力强度的机器旋钮)的语言时,他们发现一个特定力的旋钮——被称为 C9 的系数——被转动到了显著偏离标准模型预期值的位置。论文指出,这种偏差在 4.3 到 4.8 个标准差(σ)之间。在粒子物理学界,5个西格玛(5-sigma)通常被视为“发现”的金标准,虽然目前还没达到那个水平,但这已经是一个非常强烈的暗示——就像烟雾报警器发出的响亮且持续的哔哔声,暗示着电路肯定出了问题。
科学家们还检查了这种怪异现象是否可以由粒子自身复杂且混乱的相互作用(即强子效应)来解释。通过直接测量振幅而不假设特定的模型,他们展示了这种方法如何能够将粒子相互作用产生的“噪声”与潜在的新物理信号区分开来。他们发现,即使经过如此细致的测量,这种差异依然存在。他们测试了不同的数据切片方式(分箱方案),在最详细的切片中,这种偏差甚至变得更强,达到了 4.8σ。这表明,我们观察得越精密,舞步与旧食谱脱节的情况就显得越明显。
总而言之,这篇论文目前并不声称已经发现了一种新粒子或一种新力。相反,它提供了关于这一特定粒子衰变过程中最精确、最灵活且无模型的地图。它证实了“味异常”(flavor anomalies,即那些奇特的舞步)是真实且持续存在的,并且为科学界提供了一个强大的新工具,用以弄清楚宇宙是否在其食谱中隐藏了某种新成分,或者仅仅是旧食谱需要进行一次非常细致且复杂的调整。作者总结道,随着更多数据的积累和更好理论工具的应用,这种方法对于解开“为什么宇宙粒子的舞步节奏略有不同”这一谜团至关重要。
技术摘要:B0→K∗0μ+μ− 衰变横向振幅的模型无关测量
问题与动机
味改变中性流在标准模型(SM)中是被抑制的,这使得诸如 b→sℓ+ℓ− 跃迁过程成为探测新物理(NP)的敏感探针。近期对 B0→K∗0μ+μ− 衰变的支路比和角观测量的测量显示出与标准模型预测之间的张力,这些现象统称为味异常(flavour anomalies)。这些差异在特定通道中以 3.6 到 4.1 个标准差的水平被观测到,表明可能存在新物理的贡献或未被计入的标准模型强子效应。
解释这些异常的一个关键挑战在于区分短距离新物理贡献与长距离强子效应,两者在双轻子不变质量平方 q2 上表现出不同的依赖关系。以往的分析通常依赖于对 q2 依赖性的模型依赖性描述来分离这些贡献。然而,此类模型中长距离贡献的准确性仍是理论争论的主题。因此,需要一种模型无关的方法,直接从数据中测量衰变振幅,而不依赖于外部理论预测或显式分离短距离与长距离贡献。这允许对角观测量进行关于 q2 的连续描述,从而增强对潜在新物理特定 q2 行为的敏感度。
方法论
本文展示了利用 LHCb 实验记录的质子-质子碰撞数据,对 B0→K∗0(→K+π−)μ+μ− 衰变进行的无分箱(unbinned)振幅分析。该数据集对应于在 7、8 和 13 TeV 中心质量能量下收集的 8.4fb−1 积分亮度。分析聚焦于 1.1<q2<8.0GeV2/c4 的 q2 区域,该区域位于 ϕ 和 J/ψ 共振峰之间,以避开振幅变化剧烈且难以建模的区域。
该方法的核心是使用勒让德多项式(Legendre polynomials)对衰变振幅进行模型无关的参数化。微分衰变率由五个运动学变量描述:Kπ 系统的不变质量平方、q2 以及三个角度(θℓ,θK,ϕ)。衰变振幅被构建为最高三阶勒让德多项式的线性组合:
A(q2)=α0L0(q2)+α1L1(q2)+α2L2(q2)+α3L3(q2)
其中 αi 是复振幅分量。这一选择利用了勒让德多项式的正交性来减少振幅分量之间的相关性,与以往的经验参数化相比提高了拟合稳定性。
分析将振幅分量的实部和虚部作为拟合参数,从而避免了 q2 依赖性的不连续性。应用了基底固定条件(basis-fixing condition)以解决微分衰变率中的连续对称性,从而留下唯一的振幅集。S-波贡献被视为一个伴随参数(nuisance parameter),被建模为 q2 的均匀函数,因为其影响相对于统计不确定性而言可以忽略不计。
信号选择涉及严格的粒子识别、拓扑要求以及使用提升决策树(BDT)分类器来抑制背景,包括误识别强子、来自 B0→K∗0J/ψ 的峰值背景以及组合背景。采用无分箱扩展极大似然拟合,同时对不变质量和四个角度变量进行拟合。信号概率密度函数(PDF)包含了四维微分衰变率乘以一个四维接受函数,后者被建模为勒让德多项式的乘积。
主要贡献
- 首次模型无关振幅测量: 本工作提供了首次通过勒让德多项式在指定的 q2 范围内,以模型无关的方式对 B0→K∗0μ+μ− 的横向振幅进行测量。
- 连续的 q2 依赖性: 通过避免在振幅提取过程中进行 q2 分箱,该分析允许将角观测量构建为 q2 的连续函数。这种灵活性对于全局分析以及测试关于强子效应与新物理之 q2 依赖性的理论预测至关重要。
- CP 平均观测量: 该测量是在结合了 B0 和 Bˉ0 数据集的基础上进行的,得出了 CP 平均观测量。
- 系统误差处理: 分析包含了对系统误差的全面评估,特别是与运动学和触发校正相关的误差,这些被发现是系统误差的主要来源。
结果
拟合得到了振幅分量及其相关性,并利用这些结果构建了 CP 平均角观测量(Si 和 AFB)。
- 观测量: 测量的观测量,特别是 S5 和前向后向不对称性 AFB,显示出与使用
flavio软件包计算的标准模型预测之间的偏差。 - 威尔逊系数: 在
flavio框架内解释结果时,该分析约束了有效威尔逊系数 C9。- 使用基准分箱方案(类似于之前的 LHCb 分箱分析),发现威尔逊系数 C9 偏离其标准模型预期值的程度为 4.3σ。
- 当使用更窄的 q2 分箱(为基准分箱大小的四分之一)来构建观测量时,敏感度有所提高,偏差上升至 4.8σ。
- 一致性: 结果对于角观测量与最近的 LHCb 分箱角分析保持良好一致,验证了该模型无关方法的有效性。
意义
论文声称,这种模型无关的方法能够实现对理论预测的稳健检验,有助于将强子效应与潜在的新物理贡献区分开来。观察到 C9 在 4.3σ 到 4.8σ 水平上的偏差,强化了 b→sℓ+ℓ− 跃迁中存在味异常的结论。作者指出,随着理论预测的改进和更大数据集的出现,这种基于振幅的方法将提供更深刻的见解,有助于揭示这些异常的起源,并可能在未来实现对 S-波、CP 不对称性和标量振幅更精确的测量。
您所在领域的论文太多了?
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要,使用您的语言。
每周获取最佳 high-energy experiments 论文。
受到斯坦福、剑桥和法国科学院研究人员的信赖。
请查收邮箱确认订阅。
出了点问题,再试一次?
无垃圾邮件,随时退订。