Обнаружено указание на нарушение CP-инвариантности в конкретном распаде очарованного адрона
Новое измерение эксперимента LHCb, проводящегося на Большом адронном коллайдере (БАК), проливает свет на вопрос об обнаружении нарушения CP-инвариантности в распадах очарованных D0-мезонов. В марте 2019 года LHCb удалось установить наличие эффекта, но оставалось не ясным, с каким конкретным каналом распада он связан: D0→K–K+ или D0→π–π+.
На сегодняшний день достоверно установлено нарушение CP-инвариантности в распадах частиц, проходящих под действием слабого взаимодействия. Это означает что процессы, протекающие под действием этих сил, неинвариантны относительно связки: операция зеркального отражения (P) и операция замены «частицы» ↔ «античастицы» (операция зарядового сопряжения, С). В Стандартной Модели физики элементарных частиц (СМ) это объясняется наличием неустранимой комплексной фазы в 3×3 матрице кваркового смешивания (матрица Кабиббо-Кобаяши-Маскавы, ККМ-матрица).
Экспериментально сложнее всего было выявить эффекты CP-нарушения для процессов, в которых происходит превращение тяжелого очарованного (c) кварка. Из-за иерархии элементов ККМ-матрицы, отличия распадов частиц от распадов античастиц, содержащих в своем составе очарованные кварки и антикварки, минимальны. Для обнаружения этих эффектов понадобилось набрать большую статистику распадов очарованных мезонов.
В новом исследовании, представленном LHCb на Международной конференции ICHEP-2022, физикам удалось измерить ACP(KK). Примечательно, что этот результат удалось получить, практически не опираясь на Монте-Карло моделирование, а использовав экспериментально полученные асимметрии. Причем удалось это сделать двумя способами.
Подробнее с результатами можно узнать из заметки, размещенной на сайте эксперимента LHCb, а также из слайдов презентации на ICHEP-2022. Соответствующая научная статья сейчас готовится к публикации. В заключении, следует отметить, что сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» (в том числе из ПИЯФ) принимают активное участие в работе эксперимента LHCb. Сотрудники Отделения физики высоких энергий Института работают в составе группы анализа данных LHCb, занимающейся рождением и распадами очарованных адронов. Они осуществляли научное рецензирование этого результата в рамках процедур международного сотрудничества.
Фото: сайт НИЦ «Курчатовский Институт» — ПИЯФ