В останні роки фізики активно шукають нову фізику, яка виходить за межі стандартної моделі. Одним з перспективних напрямків є вивчення рідкісних розпадів відомих частинок. Нещодавно вчені з експерименту LHCb на Великому адронному колайдері (ВАК) повідомили про виявлення рідкісного розпаду сигма-плюс гіперона на протон, мюон і антимюон. Статистична значущість цього відкриття перевищує п’ять стандартних відхилень, що дозволяє розглядати його як достовірне.
Теоретичний контекст
Сигма-плюс гіперон складається з двох u-кварків і одного s-кварка. Розпад цієї частинки на протон, мюон і антимюон може відбуватися тільки через проміжні стани, за так званою петльовою діаграмою. Імовірність такого розпаду залежить від імовірностей обміну різними частинками в цій петлі, включаючи як відомі, так і потенційно невідомі частинки. Таким чином, будь-які розбіжності між експериментальними даними та теоретичними передбаченнями можуть вказувати на нову фізику.
Вчені з LHCb проаналізували дані, що відповідають інтегральній світності 5,4 зворотних фемтобарн, зібрані при енергії 13 тераелектронвольт у системі центру мас. В результаті було виявлено 279 ± 19 подій розпаду сигма-плюс гіперона на протон, мюон і антимюон.
Аналіз інваріантної маси пари мюон-антимюон у цьому розпаді не виявив значущих відхилень від передбачень стандартної моделі. Це виключає можливість аномалій, про які раніше повідомляли фізики з експерименту HyperCP.
Попри те, що нова фізика поки не була виявлена в розпаді сигма-плюс гіперона, саме підтвердження цього рідкісного процесу є значущим досягненням. Воно відкриває нові можливості для подальших досліджень у цій галузі, адже кожне таке виявлення наближає нас до можливих нових відкриттів, що виходять за межі стандартної моделі.