Физики CERN, работающие с экспериментом LHCb, получили свидетельства одного из самых редких распадов элементарных частиц. Речь идет о распаде частицы Bd, который, согласно расчетам, происходит примерно один раз на 10 млрд распадов частиц с b-кварком. О достижении объявили на семинаре CERN, а о результатах сообщило издание ScienceDaily.
Частица Bd состоит из b-кварка и антикварка d и распадается на пару мюонов — более тяжелых аналогов электронов. Полученные данные согласуются с предсказаниями Стандартной модели, описывающей фундаментальные частицы и их взаимодействия. Одновременно результаты позволяют сузить круг возможных теорий, предполагающих существование пока не открытых частиц.
Особый интерес к этому процессу связан с квантовыми эффектами. Даже частицы, которые слишком тяжелы для непосредственного рождения в Большом адронном коллайдере, могут влиять на частоту редких распадов и оставлять косвенные следы. Поэтому сопоставление экспериментальных данных с расчетами способно указать на отклонения, связанные с неизвестными физическими объектами.
После модернизации детектор LHCb с 2024 года начал собирать данные в пять раз быстрее, чем в период с 2010 по 2018 год. Улучшенная система также точнее различает типы частиц, возникающие при столкновениях, а методы машинного обучения помогают отделять редкий сигнал от многочисленных фоновых процессов. В ходе анализа данных за 2024 и 2025 годы значимость результата составила 3,0 стандартного отклонения, а после объединения с материалами 2011–2018 годов достигла 3,2.
Порог в три стандартных отклонения считается свидетельством нового явления, однако для официального подтверждения открытия требуется показатель в пять стандартных отклонений. Исследование также позволило получить наиболее точные на сегодняшний день измерения родственного распада частицы Bs на два мюона. В CERN рассчитывают, что будущие модернизации коллайдера, включая запуск высокосветимостной версии в 2030 году и последующее обновление LHCb, увеличат объем собираемых данных еще примерно в десять раз и помогут изучать такие процессы с большей точностью.