Physiker bei Moriond 2021 berichteten in seltenen Fällen von neuen Ergebnissen zu theoretisch sauberen Observablen -Meson zerfällt von LHCb 3,1 Sigma weg von der SM-Vorhersage der Lepton-Universalität in der vs. Vergleich (dh es liegt eine offensichtliche Lepton-Flavour-Universalitätsverletzung (LFV) vor). Myonen kommen in den Zerfallsprodukten seltener vor als Elektronen. Die Verhältnisse scheinen bei etwa 86% der erwarteten Standardmodellzahl von Myonenpaarzerfällen relativ zu Elektron-Positron-Zerfällen zu liegen.
Die einfachste Antwort im Standardmodell scheint zu sein, dass es zwei Prozesse gibt.
Man erzeugt erwartungsgemäß gleich viele Elektron-Positron- und Myon-Paar-Zerfälle zusammen mit jeweils einem positiv geladenen Kaon. Der oben verlinkte Vorabdruck sagt über diesen Vorgang Folgendes aus:
Das B+-Hadron enthält ein Schönheits-Antiquark, b, und das K+ ein seltsames Antiquark, s, so dass der Zerfall auf der Quark-Ebene einen b → s-Übergang beinhaltet. Die Quantenfeldtheorie ermöglicht es, dass ein solcher Prozess durch virtuelle Teilchen vermittelt wird, die eine physikalische Masse haben können, die größer ist als die Massendifferenz zwischen den Teilchen im Anfangs- und Endzustand. In der SM-Beschreibung solcher Prozesse schließen diese virtuellen Teilchen die elektroschwachen Kraftträger, die γ-, W±- und Z-Bosonen und das Top-Quark ein. Solche Zerfälle werden stark unterdrückt, und der Anteil an B+-Hadronen, die in diesen Endzustand zerfallen (der Verzweigungsanteil B), liegt in der Größenordnung von 10 –6 .
Ein zweiter Prozess mit einem Verzweigungsanteil von etwa 1/6 des Primärprozesses erzeugt ein positiv geladenes Kaon zusammen mit einem elektromagnetisch neutralen Teilchen, das eine Masse von mehr als etwa 1,22 MeV hat (ausreichend, um in ein Positron-Elektron-Paar zu zerfallen). weniger als etwa 211,4 MeV Masse, die notwendig ist, um ein Myonenpaar zu erzeugen, wenn es zerfällt.
Es stellt sich heraus, dass es genau ein solches bekanntes Elementarteilchen oder Komposit gibt, nämlich ein neutrales Pion mit einer Masse von etwa 134,9768(5) MeV. In etwa 98,8 % der Fälle zerfällt ein πº in ein Photonenpaar, und dieser Zerfall würde ignoriert, da das Endprodukt nicht den Filterkriterien entspricht. Aber etwa 1,2 % der Zeit zerfällt es zusammen mit einem Photon zu einem Elektron-Positron-Paar, und alle anderen möglichen Zerfälle sind vergleichsweise verschwindend selten.
Wir brauchen also einen Zerfall eines B+-Mesons in ein K+-Meson und ein neutrales Pion mit einem Verzweigungsanteil von etwa (10 -6 ) * (1/6) * (1/0,012) = 1,4 * 10 -5 .
Es stellt sich heraus, dass B+-Mesonen tatsächlich zu K+-Mesonen und neutralen Pionen mit einem Verzweigungsanteil von 1,29(5) * 10 -5 zerfallen , was fast genau das ist, was es sein muss, um die offensichtliche Verletzung der Lepton-Universalität zu erzeugen.
Es scheint mir auch, dass die theoretische Berechnung des Verhältnisses von K+µ+µ- zu K+e+e- diesen Zerfall nicht berücksichtigt, obwohl es mir verblüffend erscheint, dass so viele Physiker in einem so sorgfältig untersuchten Prozess dies tun würden übersehen irgendwie den Einfluss des B+ --> K+πº-Zerfallskanals auf ihr erwartetes Ergebnis, was der offensichtliche Weg ist, den Prozess zurückzuentwickeln.
Ich habe mir den Abschnitt zur Methodik des Artikels zur Ereignisauswahl angesehen und nichts gesehen, das irgendeine Art von Ereignisauswahl zeigt, die πº-Zerfälle in Elektron-Positron-Paare ausmerzen würde.
Ist das sinnvoll, oder übersehe ich etwas?
Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet, aber ich sehe, dass sie einen Schnitt auf das invariante Massenquadrat der beiden Leptonen anwenden:
Die Pion-Masse (im Quadrat) liegt weit außerhalb dieses Schnitts, und daher nehme ich an, dass der Beitrag dieses Zerfallsmodus ihre Messung nicht verschmutzt, obwohl sie dies nicht ausdrücklich sagen. [Beachten Sie, dass auf Seite 3 der Wert des Schnitts zum Ausschließen anderer Resonanzen wie z oder )]