{"id":12439,"date":"2022-11-21T10:39:20","date_gmt":"2022-11-21T08:39:20","guid":{"rendered":"https:\/\/igfae.usc.es\/~igfae-old\/detectadas-por-primeira-vez-desintegracions-de-kaons-en-catro-muons\/"},"modified":"2022-11-21T12:32:30","modified_gmt":"2022-11-21T10:32:30","slug":"record-de-precision-en-la-deteccion-de-desintegraciones-de-kaones-en-cuatro-muones","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/igfae.usc.es\/~igfae-old\/es\/record-de-precision-en-la-deteccion-de-desintegraciones-de-kaones-en-cuatro-muones\/","title":{"rendered":"R\u00e9cord de precisi\u00f3n en la detecci\u00f3n de desintegraciones de kaones en cuatro muones"},"content":{"rendered":"

El experimento LHCb est\u00e1 dise\u00f1ado para estudiar las part\u00edculas de sabor pesado que contienen quarks \u201cb\u201d (llamado belleza) y \u201cc\u201d (llamado encanto). Sin embargo, gracias a la gran producci\u00f3n de quarks \u201cs\u201d (extra\u00f1os) en el LHC, as\u00ed como a la capacidad de LHCb de reconstruir part\u00edculas de baja energ\u00eda, el experimento tambi\u00e9n es capaz de producir resultados precisos en desintegraciones de quarks extra\u00f1os, complementarios a los de experimentos espec\u00edficos como NA62 y KOTO. La colaboraci\u00f3n ha publicado recientemente un l\u00edmite superior \u00aba escala del bill\u00f3n\u00bb de la tasa a la que el ka\u00f3n corto (la part\u00edcula con quark extra\u00f1o K0S) se desintegra en cuatro muones (\u03bc, una part\u00edcula similar al electr\u00f3n, pero m\u00e1s pesada), siendo el primer resultado del LHC que alcanza dicha magnitud del uno por bill\u00f3n. El mismo conjunto de datos se utiliz\u00f3 para buscar la desintegraci\u00f3n del ka\u00f3n largo (K0L) tambi\u00e9n a cuatro muones, produciendo la mejor cota superior del mundo en dicha desintegraci\u00f3n, y el primer resultado del LHC sobre una desintegraci\u00f3n de kaones largos.<\/p>\n

Seg\u00fan el Modelo Est\u00e1ndar (SM), los mesones K0S (K0L) decaen en cuatro muones a una tasa muy peque\u00f1a de unos pocos 10-14 (10-13). Las tasas de desintegraci\u00f3n de estos procesos son muy sensibles a las posibles contribuciones de nuevas part\u00edculas a\u00fan por descubrir, como los llamados fotones oscuros, que podr\u00edan aumentar o suprimir significativamente la tasa de desintegraci\u00f3n a trav\u00e9s de la interferencia cu\u00e1ntica con la amplitud del SM. A pesar de la tasa de producci\u00f3n de mesones K0 sin precedentes en el LHC, la realizaci\u00f3n de esta b\u00fasqueda es un reto debido a la baja energ\u00eda de los muones. El experimento LHCb explota su capacidad \u00fanica para seleccionar, en tiempo real, muones de baja energ\u00eda, una capacidad que ha mejorado en los \u00faltimos a\u00f1os gracias a la versatilidad de su sistema de selecci\u00f3n de sucesos. El an\u00e1lisis utiliz\u00f3 software de aprendizaje autom\u00e1tico para discriminar las part\u00edculas de larga vida del fondo combinatorio, as\u00ed como un mapa detallado y basado en datos del material del detector alrededor del punto de interacci\u00f3n. La masa invariante del sistema de cuatro muones se utiliza como variable de control para separar estad\u00edsticamente la se\u00f1al potencial del fondo combinatorio restante.<\/p>\n

No se observ\u00f3 ning\u00fan evento seleccionado consistente con la desintegraci\u00f3n de K0S en cuatro muones, que deber\u00eda aparecer en la regi\u00f3n alrededor de la masa de K0S de 498 MeV (ver imagen principal). En ausencia de una se\u00f1al, los l\u00edmites superiores de las respectivas fracciones de ramificaci\u00f3n se establecen en 5,1 \u00d7 10-12 para el modo de desintegraci\u00f3n del K0S y en 2,3 \u00d7 10-9 para el modo del K0L a un nivel de confianza del 90%. Estos resultados representan las b\u00fasquedas m\u00e1s precisas del mundo para estas desintegraciones, y la fracci\u00f3n de ramificaci\u00f3n para K0S \u2192 \u03bc+\u03bc-\u03bc+\u03bc- es el l\u00edmite superior m\u00e1s estricto para un modo de desintegraci\u00f3n K0S.\"\"<\/a><\/p>\n

El detector LHCb mejorado, que comenz\u00f3 a tomar datos este a\u00f1o, ofrece excelentes oportunidades para mejorar a\u00fan m\u00e1s la precisi\u00f3n de la b\u00fasqueda y eventualmente encontrar evidencia de que esta desintegraci\u00f3n se da en la naturaleza. Adem\u00e1s del aumento de la cantidad de datos, la mejora del LHCb tiene un disparador totalmente programado, que se espera que mejore significativamente la eficiencia de las desintegraciones de K0 en cuatro muones y otras desintegraciones con part\u00edculas de estado final con muy baja energ\u00eda.<\/p>\n

El an\u00e1lisis de datos fue realizado por cient\u00edficos del IGFAE, siendo los autores principales Miguel Fern\u00e1ndez G\u00f3mez y Diego Mart\u00ednez Santos, quienes lo presentaron en la conferencia KAON-2022 (Osaka). El estudio ha sido destacado en el bolet\u00edn del CERN Courier<\/a> de este mes, al ser la primera vez que el LHC logra un resultado con la precisi\u00f3n al nivel del uno por bill\u00f3n. Esta precisi\u00f3n ha sido posible gracias a las mejoras en el sistema de selecci\u00f3n de sucesos llevadas a cabo por el proyecto Starting Grant ERC-StG-639068.<\/p>\n

 <\/p>\n

Imagen principal: El investigador predoctoral Miguel Fern\u00e1ndez G\u00f3mez presentando este trabajo en el KAON-2022.<\/p>\n

Referencias: LHCb Collab. 2022 LHCb-PAPER-2022-035<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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