Seit der Entdeckung des Higgs-Boson im Jahr 2012 , hat sich der Large Hadron Collider der Suche nach Physik gewidmet, die über das Standardmodell hinausgeht. Zu diesem Zweck ist die Großes Hadron Collider Schönheitsexperiment (LHCb) wurde 1995 gegründet, um zu erforschen, was nach dem Urknall passierte, der es der Materie ermöglichte, zu überleben und das Universum, wie wir es kennen, zu erschaffen.
Seit dieser Zeit hat der LHCb einige ziemlich erstaunliche Dinge getan. Dazu gehört das Entdecken fünf neue Partikel , aufdecken Beweise für eine neue Manifestation der Materie-Antimaterie-Asymmetrie , und (zuletzt) das Entdecken ungewöhnlicher Ergebnisse bei der Überwachung des Beta-Zerfalls. Diese Ergebnisse, die das CERN in a aktuelle Pressemitteilung , könnte ein Hinweis auf neue Physik sein, die nicht Teil des Standardmodells ist.
In dieser neuesten Studie stellte das LHCb-Kollaborationsteam fest, wie der Zerfall von B0Mesonen führten zur Erzeugung eines angeregten Kaons und eines Elektronen- oder Myonenpaares. Myonen, um es festzuhalten, sind subatomare Teilchen, die 200-mal massereicher sind als Elektronen, deren Wechselwirkungen jedoch denen von Elektronen entsprechen (soweit es das Standardmodell betrifft).
Das LHCb-Kollaborationsteam. Bildnachweis: lhcb-public.web.cern.ch
Dies ist die sogenannte „Lepton-Universalität“, die nicht nur voraussagt, dass sich Elektronen und Myonen gleich verhalten, sondern mit gleicher Wahrscheinlichkeit produziert werden sollten – mit einigen Einschränkungen aufgrund ihrer Massenunterschiede. Beim Testen des Zerfalls von B0Mesonen fand das Team heraus, dass der Zerfallsprozess Myonen mit geringerer Frequenz produziert. Diese Ergebnisse wurden während des ersten Laufs des LHC gesammelt, der von 2009 bis 2013 lief.
Die Ergebnisse dieser Zerfallstests wurden am Dienstag, 18. April, um a CERN-Seminar , wo Mitglieder des LHCb-Kollaborationsteams ihre neuesten Ergebnisse teilten. Wie sie im Verlauf des Seminars gezeigt haben, sind diese Ergebnisse insofern bedeutsam, als sie die Ergebnisse des LHCb-Teams aus früheren Zerfallsstudien zu bestätigen scheinen.
Dies sind sicherlich aufregende Neuigkeiten, da sie auf die Möglichkeit hinweisen, dass neue Physik beobachtet wird. Mit der Bestätigung des Standardmodells (ermöglicht durch die Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012) werden darüber hinausgehende Theorien (d. h. Supersymmetrie ) war ein wichtiges Ziel des LHC. Und mit seinen 2015 abgeschlossenen Upgrades war es eines der Hauptziele von Run 2 (der bis 2018 dauern wird).
Ein typisches LHCb-Ereignis vollständig rekonstruiert. Als Pionen, Kaon usw. identifizierte Partikel werden in verschiedenen Farben dargestellt. Credit: LHCb-Kollaboration
Natürlich wies das LHCb-Team darauf hin, dass weitere Studien erforderlich sind, bevor Schlussfolgerungen gezogen werden können. Zum einen hat die von ihnen festgestellte Diskrepanz zwischen der Entstehung von Myonen und Elektronen einen niedrigen Wahrscheinlichkeitswert (alias p-Wert) zwischen 2,2. bis 2,5 Sigma. Um dies ins rechte Licht zu rücken: Der erste Nachweis des Higgs-Bosons erfolgte auf einem Niveau von 5 Sigma.
Darüber hinaus stimmen diese Ergebnisse nicht mit früheren Messungen überein, die darauf hindeuteten, dass tatsächlich Symmetrie zwischen Elektronen und Myonen besteht. Infolgedessen müssen weitere Zerfallstests durchgeführt und mehr Daten gesammelt werden, bevor das LHCb-Kollaborationsteam endgültig sagen kann, ob dies ein Zeichen für neue Teilchen oder nur eine statistische Fluktuation ihrer Daten war.
Die Ergebnisse dieser Studie werden in Kürze in einem LHCb-Forschungspapier veröffentlicht. Und für weitere Informationen besuchen Sie die PDF-Version des Seminars .