В распадах В-мезонов не нашли отклонений от теории

Физики из коллаборации Belle II не нашли отклонений от стандартной модели в отношении количества распадов В-мезона в конечные состояния с участием тау-лептонов к количеству его распадов с легкими лептонами в конечном состоянии. Для этого они проанализировали данные столкновений электронов с позитронами, набранные за три года работы детектора Belle II. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.

В стандартной модели все лептоны обладают одной и той же электрослабой связью — симметрией, известной как лептонная универсальность. Это значит, что с точки зрения слабых взаимодействий лептоны разных поколений — электроны, мюоны и тау-лептоны — различаются лишь массой, а нарушение этого принципа означало бы наличие новой физики. Комбинированный анализ предыдущих экспериментов по изучению лептонной универсальности в распадах D^(*)-мезонов находится в противоречии со стандартной моделью на уровне 3,3 стандартных отклонений. Однако, этого пока недостаточно, чтобы заявить, что лептонная универсальность нарушается. Поэтому ученые ищут новые способы проверки этой теории. Одним из таких способов может стать измерение полулептонных распадов B-мезонов в очарованное адронное состояние, лептон и нейтрино, который обеспечивает превосходную чувствительность к потенциальным новым взаимодействиям, нарушающим лептонную универсальность.

В новой работе физики из коллаборации Belle II измеряли отношение количества распадов В-мезонов в инклюзивные конечные состояния, в которых присутствовал тау-лептон, к количеству распадов с электроном или мюоном в конечном состоянии (R(X_𝛕/𝓁)). Для этого они проанализировали 189 обратных фемтобарн данных, набранных в столкновениях электронов с позитронами в эксперименте Belle II с 2019 по 2021 год. Это соответствует приблизительно 198 миллионам пар В- анти-В- мезонов.

В результате ученые получили отношение R(X_𝛕/𝓁) равное 0,228 ± 0,016 (статистическая ошибка) ± 0,036 (систематическая ошибка), что находится в согласии с предсказанием стандартной модели 0,223 ± 0,005. Однако, как отмечают ученые, их результат на данный момент не противоречит мировым измерения R(D^(*)), которое превышает предсказание стандартной модели. По словам ученых это значит, что измерение R(X_𝛕/𝓁) можно использовать как независимый метод исследования этой аномалии.

Ученые продолжают проверять стандартную модель элементарных частиц и искать отклонения от нее. Например, ранее ученые не нашли отклонений от теории в высокоэнергетическом рассеянии векторных бозонов.