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Faszinierende Ergebnisse am CERN zeigen Spannung mit dem Standardmodell der Teilchenphysik

LHCb Experiment Cavern

Das LHCb-Experiment am CERN. Bildnachweis: CERN

Bei der neuen LHCb-Analyse werden immer noch interessante Ergebnisse erzielt: Die neue Analyse stellt weiterhin Spannungen mit dem Standardmodell fest, es werden jedoch weitere Daten benötigt, um die Ursache zu ermitteln.

Auf einem heutigen Seminar am CERN präsentierte die LHCb-Kollaboration eine neue Analyse von Daten aus einer bestimmten Transformation oder einem „Zerfall“ eines Teilchens namens B.0 Meson kann durchmachen. Die Analyse basiert auf doppelt so vielen B.0 Zerfälle wie frühere LHCb-Analysen, die eine gewisse Spannung mit dem Standardmodell der Teilchenphysik aufgedeckt hatten. Die Spannung ist in der neuen Analyse immer noch vorhanden, es werden jedoch weitere Daten benötigt, um ihre Natur zu identifizieren.

Der fragliche Zerfall ist der Zerfall eines B.0 Meson, das aus einem unteren Quark und einem Daunenquark besteht, in ein K * -Meson (das einen seltsamen Quark und einen Daunenquark enthält) und ein Paar Myonen. Es ist ein seltener Prozess: Das Standardmodell sagt nur einen solchen Zerfall pro Million B voraus0 verfällt. In vielen Theorien, die das Standardmodell erweitern, können auch neue unbekannte Partikel zum Zerfall beitragen, was zu einer Änderung der Geschwindigkeit führt, mit der der Zerfall auftreten sollte. Außerdem ist die Verteilung der Winkel des B.0 Zerfallsprodukte in Bezug auf das Elternteil B.0 – das heißt von den Myonen und dem Kaon und Pion aus dem K * -Zerfall – kann auch durch das Vorhandensein neuer Partikel beeinflusst werden.

In früheren Studien zu diesem Zerfall analysierte das LHCb-Team Daten aus dem ersten Durchlauf des Large Hadron Collider und fand eine Abweichung von den Standardmodellvorhersagen in einem Parameter, der aus den Winkelverteilungen berechnet wurde, technisch bekannt als P.5. In der neuen Studie hat das LHCb-Team LHC-Daten aus dem zweiten Durchlauf der Maschine zu ihrer Analyse hinzugefügt und sieht immer noch eine Abweichung von den Standardmodellberechnungen in P.5 sowie andere Parameter. Die alten und neuen Ergebnisse haben jedoch eine statistische Signifikanz von etwa 3 Standardabweichungen, während 5 Standardabweichungen der Goldstandard in der Teilchenphysik sind. Es ist daher zu früh zu sagen, ob die Abweichung statistisch signifikant ist und wenn ja, ob sie durch ein neues Teilchen oder einen unbekannten experimentellen oder theoretischen Effekt verursacht wird.

“Dies ist eine sehr aufregende Zeit, um das zu tun, was wir Geschmacksphysik nennen”, sagte Mat Charles, LHCbs Physikkoordinator. „Hier und in anderen verwandten Analysen sehen wir immer wieder moderate Spannungen mit dem Standardmodell. Wir wissen immer noch nicht, wie sich dieses Rätsel entwickeln wird – noch hat nichts das Niveau solider Beweise erreicht -, aber wir freuen uns sehr auf die nächste Runde der Ergebnisse unter Verwendung der vollständigen LHCb-Daten, die die Anzahl von ungefähr verdoppeln werden wieder Ereignisse. “