Los físicos en Moriond 2021 informaron Nuevos resultados sobre observables teóricamente limpios en raros -mesón decae de LHCb 3.1 sigma lejos de la predicción SM de la universalidad del leptón en el contra comparación (es decir, hay una violación aparente de la universalidad del sabor de los leptones (LFV)). Los muones son menos comunes que los electrones en los productos de desintegración. Las proporciones parecen estar llegando a aproximadamente el 86% del número esperado del modelo estándar de desintegraciones de pares de muones en relación con las desintegraciones de electrones y positrones.
La respuesta más simple en el Modelo Estándar parecería ser que hay dos procesos.
Uno produce números iguales de desintegraciones de pares electrón-positrón y muón junto con un kaón cargado positivamente en cada caso, como se esperaba. La preimpresión vinculada anteriormente establece esto sobre este proceso:
El hadrón B+ contiene un antiquark bello, b, y el K+ un antiquark extraño, s, de modo que en el nivel del quark el decaimiento implica una transición ab → s. La teoría cuántica de campos permite que dicho proceso esté mediado por partículas virtuales que pueden tener una masa física mayor que la diferencia de masa entre las partículas del estado inicial y final. En la descripción SM de tales procesos, estas partículas virtuales incluyen los portadores de fuerzas electrodébiles, los bosones γ, W± y Z, y el quark top. Tales decaimientos están altamente suprimidos y la fracción de hadrones B+ que decaen en este estado final (la fracción de ramificación, B) es del orden de 10-6 .
Un segundo proceso con una fracción de ramificación de aproximadamente 1/6 de la del proceso primario produce un kaon cargado positivamente junto con una partícula electromagnéticamente neutra que tiene más de aproximadamente 1,22 MeV de masa (suficiente para decaer en un par positrón-electrón), pero menos de aproximadamente 211,4 MeV de masa necesaria para producir un par de muones cuando se desintegra.
Resulta que existe exactamente una de esas partículas fundamentales o compuestas conocidas, en concreto, un pión neutro , con una masa de unos 134,9768(5) MeV. Alrededor del 98,8% de las veces, un πº decae en un par de fotones y ese decaimiento se ignoraría ya que el producto final no coincide con los criterios de filtrado. Pero alrededor del 1,2% de las veces, se desintegra en un par electrón-positrón junto con un fotón, y todas las demás desintegraciones posibles son extremadamente raras en comparación.
Entonces, necesitamos una descomposición de un mesón B+ a un mesón K+ y un pión neutral con una fracción de ramificación de aproximadamente (10 -6 ) * (1/6) * (1/0.012) = 1.4 * 10 -5 .
Resulta que los mesones B+ decaen en mesones K+ y piones neutros con una fracción de ramificación de 1,29(5) * 10 -5 , que es casi exactamente lo que debe ser para producir la aparente violación de la universalidad de los leptones.
También me parece que el cálculo teórico de la relación K+µ+µ- a K+e+e- no está considerando esta descomposición, aunque me parece alucinante que tantos físicos en un proceso tan cuidadosamente estudiado de alguna manera pasar por alto el impacto del canal de decaimiento B+ --> K+πº en su resultado esperado, que es la forma obvia de aplicar ingeniería inversa al proceso.
Revisé la sección de metodología del documento sobre selección de eventos y no vi nada que mostrara ningún tipo de selección de eventos que eliminaría las desintegraciones de πº en pares de electrones y positrones.
¿Tiene esto sentido, o me estoy perdiendo algo?
No soy un experto en esta área, pero veo que aplican un corte en el invariante masa-cuadrado de los dos leptones:
La masa del pión (al cuadrado) está muy por fuera de este corte, por lo que supongo que la contribución de ese modo de descomposición no contamina su medición, aunque no lo dicen explícitamente. [Tenga en cuenta que en la página 3 discuten el valor del corte para excluir otras resonancias como la o )]