Британские физики сообщили о первом доказательстве ультра-редкого распада частицы красоты в ЦЕРН

Физики из Университета Уорика, работающие в рамках британского сотрудничества, объявили о первом наблюдении чрезвычайно редкого распада частицы красоты в Большом адронном коллайдере ЦЕРН. Распад, при котором мезон красоты превращается в пару мюонов (обозначаемый (B_d \to \mu\mu)), предсказывается происходящим примерно в одном случае из каждых десяти миллиардов произведённых частиц красоты.

Результат получен из данных, собранных модернизированным детектором LHCb, который теперь фиксирует столкновения с скоростью до пяти раз выше прежней. Исследователи объединили новые данные за 2024-2025 годы с более ранними запусками, охватывающими 2011-2018 годы, и применили методы машинного обучения для выделения слабого сигнала из фонового шума.

"Этот результат демонстрирует выдающиеся возможности LHCb исследовать природу на фундаментальном уровне," сказал профессор Тим Гершон, руководитель эксперимента LHCb в Уорике. Он добавил, что проект, возглавляемый британскими физиками, будет продолжен с модернизацией, запланированной на 2030-е годы, чтобы увеличить ёмкость сбора данных.

Статистическая значимость наблюдения составляет 3,2 сигма, что достаточно для классификации как доказательство, но ниже порога в пять сигм, необходимого для официального открытия. Измеренный коэффициент распада согласуется с предсказаниями Стандартной модели, сужая пространство параметров для потенциальной новой физики.

Доктор Гарри Клифф, стипендиат Эрнеста Резерфорда в Университете Кембриджа, возглавлявший анализ, отметил, что наблюдение подтверждает давно искомую цель и открывает дальнейшие возможности для изучения явлений на суб-zeptometer масштабе.

Великобритания внесла значительный вклад в модернизацию детектора, включая кремниевый Vertex Locator, расположенный близко к лучам LHC, и систему RICH, используемую для идентификации частиц. Дальнейшее обновление в 2030-х годах направлено на увеличение скорости сбора данных ещё в пять раз.