Физики Морионда 2021 сообщили о новых результатах по теоретически чистым наблюдаемым в редких -мезон распадается на LHCb на расстоянии 3,1 сигмы от предсказания СМ универсальности лептона в против. сравнение (т.е. имеет место явное нарушение универсальности лептонного аромата (LFV)). Мюоны менее распространены, чем электроны, в продуктах распада. Отношения, кажется, составляют около 86% от ожидаемого Стандартной моделью количества распадов мюонных пар по отношению к электрон-позитронным распадам.
Казалось бы, самый простой ответ в Стандартной модели состоит в том, что есть два процесса.
Как и ожидалось, в каждом случае образуется равное количество распадов электрон-позитронных и мюонных пар вместе с положительно заряженным каоном. В препринте, указанном выше, говорится об этом процессе:
Адрон B+ содержит красивый антикварк b, а адрон K+ — странный антикварк s, так что на кварковом уровне распад включает переход ab → s. Квантовая теория поля позволяет опосредовать такой процесс виртуальными частицами, физическая масса которых может быть больше, чем разница масс между частицами в начальном и конечном состояниях. В СМ описания таких процессов к таким виртуальным частицам относятся носители электрослабого взаимодействия, γ-, W±- и Z-бозоны и t-кварк. Такие распады сильно подавлены, и доля адронов B+, которые распадаются в это конечное состояние (доля ветвления, B), составляет порядка 10 −6 .
Второй процесс с долей ветвления примерно в 1/6 от доли первичного процесса производит положительно заряженный каон вместе с электромагнитно нейтральной частицей, масса которой превышает примерно 1,22 МэВ (достаточно для распада на пару позитрон-электрон), но масса менее 211,4 МэВ, необходимая для образования мюонной пары при ее распаде.
Оказывается, существует ровно одна такая известная фундаментальная или составная частица, а именно нейтральный пион с массой около 134,9768(5) МэВ. Примерно в 98,8% случаев a πº он распадается на пару фотонов, и этот распад будет проигнорирован, поскольку конечный продукт не соответствует критериям фильтрации. Но примерно в 1,2% случаев он распадается на пару электрон-позитрон вместе с фотоном, а все другие возможные распады по сравнению с ним исчезающе редки.
Итак, нам нужен распад В+-мезона на К+-мезон и нейтральный пион с долей ветвления примерно (10 -6 ) * (1/6) * (1/0,012) = 1,4 * 10 -5 .
Оказывается, В+-мезоны действительно распадаются на К+-мезоны и нейтральные пионы с долей ветвления 1,29(5) * 10 -5 , что почти точно соответствует тому, что должно быть, чтобы вызвать очевидное нарушение универсальности лептона.
Мне также кажется, что теоретический расчет отношения K+µ+µ- к K+e+e- не учитывает этот распад, хотя мне кажется ошеломляющим, что так много физиков в таком тщательно изученном процессе каким-то образом упускают из виду влияние канала распада B+ --> K+πº на их ожидаемый результат, что является очевидным способом реконструировать процесс.
Я просмотрел раздел методологии статьи о выборе событий и не увидел ничего, показывающего какой-либо выбор событий, который отсеивал бы πº-распады до электрон-позитронных пар.
Имеет ли это смысл, или я что-то упускаю?
Я не эксперт в этой области, но я вижу, что они делают разрез на инвариантном квадрате массы двух лептонов:
Масса пиона (в квадрате) находится далеко за пределами этого разреза, и поэтому я полагаю, что вклад этой моды распада не загрязняет их измерения, хотя они и не говорят об этом явно. [Обратите внимание, что на странице 3 обсуждается значение среза для исключения других резонансов, таких как или )]