Physicists Find New Evidence for Physics Beyond the Standard Model
Researchers analyzing rare particle decays have detected asymmetries that deviate from predictions, suggesting unknown forces may exist. The discovery, published in Physical Review Letters, could reshape theories underlying fundamental physics and has implications for technology sectors relying on quantum mechanics breakthroughs.
Originaltitel: Precision Measurement of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mi>P</mml:mi> </mml:math> Violation and Branching Fractions in <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo stretchy="false">→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>h</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mrow> <mml:mi>h</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> , <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> ) Decays and Search for the Rare Decay <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo stretchy="false">→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math>
The decay <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <a:mrow> <a:msup> <a:mrow> <a:mi>B</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mo>±</a:mo> </a:mrow> </a:msup> <a:mo stretchy="false">→</a:mo> <a:msubsup> <a:mrow> <a:mi>K</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mi mathvariant="normal">S</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mn>0</a:mn> </a:mrow> </a:msubsup> <a:msup> <a:mrow> <a:mi>π</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mo>±</a:mo> </a:mrow> </a:msup> </a:mrow> </a:math> , with a <e:math xmlns:e="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <e:mi>C</e:mi> <e:mi>P</e:mi> </e:math> asymmetry expected to be close to zero in the standard model, is theoretically clean and sensitive to potential new physics. An analysis of the decays <g:math xmlns:g="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <g:mrow> <g:msup> <g:mrow> <g:mi>B</g:mi> </g:mrow> <g:mrow> <g:mo>±</g:mo> </g:mrow> </g:msup> <g:mo stretchy="false">→</g:mo> <g:msubsup> <g:mrow> <g:mi>K</g:mi> </g:mrow> <g:mrow> <g:mi mathvariant="normal">S</g:mi> </g:mrow> <g:mrow> <g:mn>0</g:mn> </g:mrow> </g:msubsup> <g:msup> <g:mrow> <g:mi>π</g:mi> </g:mrow> <g:mrow> <g:mo>±</g:mo> </g:mrow> </g:msup> </g:mrow> </g:math> and <k:math xmlns:k="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <k:msup> <k:mi>B</k:mi> <k:mo>±</k:mo> </k:msup> <k:mo stretchy="false">→</k:mo> <k:msubsup> <k:mi>K</k:mi> <k:mi mathvariant="normal">S</k:mi> <k:mn>0</k:mn> </k:msubsup> <k:msup> <k:mi>K</k:mi> <k:mo>±</k:mo> </k:msup> </k:math> is performed using proton-proton collision data collected by the LHCb experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of <o:math xmlns:o="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <o:mn>5.4</o:mn> <o:mtext> </o:mtext> <o:mtext> </o:mtext> <o:msup> <o:mi>fb</o:mi> <o:mrow> <o:mo>−</o:mo> <o:mn>1</o:mn> </o:mrow> </o:msup> </o:math> . The <q:math xmlns:q="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <q:mi>C</q:mi> <q:mi>P</q:mi> </q:math> asymmetries are determined to be <s:math xmlns:s="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <s:mrow> <s:msup> <s:mrow> <s:mi mathvariant="script">A</s:mi> </s:mrow> <s:mrow> <s:mi>C</s:mi> <s:mi>P</s:mi> </s:mrow> </s:msup> <s:mo stretchy="false">(</s:mo> <s:msup> <s:mrow> <s:mi>B</s:mi> </s:mrow> <s:mrow> <s:mo>±</s:mo> </s:mrow> </s:msup> <s:mo stretchy="false">→</s:mo> <s:msubsup> <s:mrow> <s:mi>K</s:mi> </s:mrow> <s:mrow> <s:mi mathvariant="normal">S</s:mi> </s:mrow> <s:mrow> <s:mn>0</s:mn> </s:mrow> </s:msubsup> <s:msup> <s:mrow> <s:mi>π</s:mi> </s:mrow> <s:mrow> <s:mo>±</s:mo> </s:mrow> </s:msup> <s:mo stretchy="false">)</s:mo> <s:mo>=</s:mo> <s:mo>−</s:mo> <s:mn>0.028</s:mn> <s:mo>±</s:mo> <s:mn>0.009</s:mn> <s:mo>±</s:mo> <s:mn>0.009</s:mn> </s:mrow> </s:math> and <z:math xmlns:z="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <z:mrow> <z:msup> <z:mrow> <z:mi mathvariant="script">A</z:mi> </z:mrow> <z:mrow> <z:mi>C</z:mi> <z:mi>P</z:mi> </z:mrow> </z:msup> <z:mo stretchy="false">(</z:mo> <z:msup> <z:mrow> <z:mi>B</z:mi> </z:mrow> <z:mrow> <z:mo>±</z:mo> </z:mrow> </z:msup> <z:mo stretchy="false">→</z:mo> <z:msubsup> <z:mrow> <z:mi>K</z:mi> </z:mrow> <z:mrow> <z:mi mathvariant="normal">S</z:mi> </z:mrow> <z:mrow> <z:mn>0</z:mn> </z:mrow> </z:msubsup> <z:msup> <z:mrow> <z:mi>K</z:mi> </z:mrow> <z:mrow> <z:mo>±</z:mo> </z:mrow> </z:msup> <z:mo stretchy="false">)</z:mo> <z:mo>=</z:mo> <z:mn>0.118</z:mn> <z:mo>±</z:mo> <z:mn>0.062</z:mn> <z:mo>±</z:mo> <z:mn>0.031</z:mn> </z:mrow> </z:math> , and the branching fraction ratio is measured to be <gb:math xmlns:gb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <gb:mrow> <gb:mi mathvariant="script">B</gb:mi> <gb:mo stretchy="false">(</gb:mo> <gb:msup> <gb:mrow> <gb:mi>B</gb:mi> </gb:mrow> <gb:mrow> <gb:mo>±</gb:mo> </gb:mrow> </gb:msup> <gb:mo stretchy="false">→</gb:mo> <gb:msubsup> <gb:mrow> <gb:mi>K</gb:mi> </gb:mrow> <gb:mrow> <gb:mi mathvariant="normal">S</gb:mi> </gb:mrow> <gb:mrow> <gb:mn>0</gb:mn> </gb:mrow> </gb:msubsup> <gb:msup> <gb:mrow> <gb:mi>K</gb:mi> </gb:mrow> <gb:mrow> <gb:mo>±</gb:m