Физики из эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере обнаружили редкий распад сигма-плюс гиперона на протон, мюон и антимюон. Статистическая значимость обнаружения составила более пяти стандартных отклонений. Об этом открытии ученые объявили на конференции BEACH 2024, также о нем сообщается на сайте ЦЕРН.
Редкие распады известных частиц — это один из каналов поиска новой физики за пределами стандартной модели. В частности, сигма-плюс гиперон, который состоит из двух u-кварков и одного s-кварка, может распадаться на протон, мюон и антимюон только через промежуточные состояния, по так называемой петлевой диаграмме. Вероятность такого распада складывается из вероятностей обмена любыми возможными частицами в этой петле, как известными, так и неизвестными. Поэтому, если ученые обнаружат в этом распаде расхождение между экспериментальными данными и теоретическими расчетами, это может означать наличие новых частиц. Однако сам распад достаточно редкий, и до сих пор не был подтвержден экспериментально с высокой степенью достоверности.
Габриель Мартелли (Gabriele Martelli) объявил, что физикам из эксперимента LHCb на большом адронном коллайдере удалось впервые зарегистрировать распад сигма-плюс гиперона на протон, мюон и антимюон с достоверностью более 5 стандартных отклонений.
Ученые проанализировали данные, соответствующие интегральной светимости 5,4 обратных фемтобарн, набранные при энергии 13 тераэлектронвольт в системе центра масс. В результате физики обнаружили 279 ± 19 событий распада сигма-плюс гиперона на протон, мюон и антимюон.
Как отмечают ученые, анализ инвариантной массы пары мюон-антимюон в этом распаде не выявил значимых отклонений от предсказаний стандартной модели. По их словам, это исключает вероятность аномалии в этом распаде, о которой ранее сообщали физики из эксперимента HyperCP.