Novas medicións da colaboración LHCb amosan grandes diferenzas entre a materia e antimateria observada nas desintegracións de mesóns B en tres pións e arroxan un pouco de luz sobre a dinámica de interacción forte que controla estes procesos.
Na súa procura por comprender por que no Universo dominou a materia sobre a antimateria, a colaboración LHCb, na que participa o Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), publicou o verán pasado un traballo que axudaba a entender os mecanismos polos que se produce unha diferenza cuantificable entre ambas. Agora, dous novos artigos que seguen indagando nas desintegracións do mesón B en tres pións observan grandes diferenzas entre a materia e antimateria. Os artigos, destacados como Editors’ Suggestion en Physical Review Letters e Physical Review D, tamén arroxan un pouco de luz sobre a dinámica de interacción forte que controla estes procesos.
Cando un mesón B se desintegra en tres pións, espérase atopar violación CP, o mecanismo para explicar a asimetría entre a materia e antimateria. Con todo, a cantidade exacta de asimetría non está ben predita porque é difícil medir as interaccións fortes entre os mesóns. Esta dinámica de interacción forte produce uns estados intermedios durante a desintegración que teñen a súa propia asimetría. Agora, coa enorme cantidade de datos que manexa o LHCb, temos por primeira vez estatísticas suficientes, non só para observar os efectos da asimetría, senón tamén para probar e validar modelos de comportamento da interacción forte nas desintegracións do mesón B.
En dous dos tres modos de desintegración do mesón B observaron violación CP con máis de 10 sigmas de significación estatística, superando o limiar de 5 desviacións estándar que se utiliza en física de partículas para validar un descubrimento. O modo “f2(1270)” mostrou unha asimetría do 40%, mentres que o modo “spin-0” tivo un 15%.
Ambas violacións CP son consistentes coas preditas polo Modelo Estándar e os resultados poden usarse para detectar con maior precisión novas fontes que violen a asimetría en desintegracións relacionadas, como desintegracións dos mesóns B neutros en tres pións. Polo de agora, haberá que esperar ás novas medicións do LHCb ou o experimento Belle II do acelerador SuperKEKB, recentemente posto en marcha en Xapón, para poder descubrir novas fontes de violación de CP que se atopen máis aló do Modelo Estándar.
As implicacións destes resultados dentro da comunidade de física fundamental recolléronse recentemente nun artigo na revista Physics e nunha reportaxe en Nature Reviews Physics.
Referencias:
Aaij et al. (LHCb Collaboration), “Observation of several sources of CP violation in B+ -> pi+ pi+ pi- decays”, Phys. Rev. Lett. 124, 031801 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.031801
Aaij et al. (LHCb Collaboration), “Amplitude analysis of the B+ -> pi+ pi+ pi- decay”, Phys. Rev. D 101, 012006 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.101.012006
Ilustración: A descomposición dos mesóns B cargados en tres pións prodúcese a través de varios estados intermedios diferentes, incluído o mesón spin-2 f2 (1270) (arriba), o mesón spin-1 rho (centro) e un dobre pión spin-0 (abaixo). Créditos: APS/Alan Stonebraker.
