La colaboración LHCb informó recientemente sobre el arXiv servidor de preimpresión la primera observación de la decadencia del Bc + mesón (compuesto por dos quarks pesados, b y c) en un estado unido a quark J/ψ charm-anticharm y un par de piones, π + π 0 . El proceso de desintegración muestra la contribución de una partícula intermedia, una ρ + mesón que se forma por un breve momento y luego decae en el π + π 0 par.
El Bc + es el mesón más pesado que sólo puede desintegrarse a través de interacciones débiles, mediante la desintegración de un quark constituyente pesado. Bc + Las desintegraciones en un número impar de hadrones ligeros y un J/ψ (u otros estados unidos a quarks charm-anticharm, llamados "charmonía") se han estudiado intensamente y se ha descubierto que concuerdan notablemente con las expectativas teóricas.
La decadencia de Bc + en un J/ψ y un π + π 0 El par es la desintegración más simple en charmonium y un número par de hadrones ligeros. Nunca se había observado antes, principalmente porque la reconstrucción precisa del π 0 de baja energía mesón a través de su desintegración en un par de fotones es un gran desafío en un entorno de colisión protón-protón del LHC.
Una medición precisa del Bc + →J/ψπ + π 0 La desintegración permitirá una mejor comprensión de su posible contribución como fuente de referencia para el estudio de otras desintegraciones de Bc. mesones así como raras desintegraciones de B 0 mesones. Desde el punto de vista teórico, las desintegraciones de Bc en J/ψ y un número par de piones están estrechamente relacionados con las desintegraciones del leptón τ en un número par de piones y con el e + e – aniquilación en un número par de piones.
Medidas precisas de e + e – aniquilación en dos piones en la región de masa ρ (como en Bc desintegración discutida aquí) son cruciales para la interpretación de los resultados del experimento Fermilab g-2 que mide el momento dipolar magnético anómalo del muón, ya que los e + de baja energía e – la aniquilación en hadrones es una fuente importante de incertidumbre en las mediciones de g-2.
La relación entre la probabilidad de la nueva desintegración y la de la desintegración de Bc + en J/ψπ + ha sido calculado por varios teóricos durante los últimos 30 años. Ahora estas predicciones finalmente pueden compararse con una medición experimental:la mayoría de las predicciones concuerdan con el nuevo resultado obtenido por el LHCb (2,80±0,15±0,11±0,16).
La gran cantidad de quarks b producidos en las colisiones del LHC y el excelente detector permiten al LHCb estudiar la producción, las desintegraciones y otras propiedades del Bc. + mesón en detalle. Desde el descubrimiento del mesón por el experimento CDF en el colisionador Tevatron, 18 nuevos Bc + Se han observado desintegraciones (con más de cinco desviaciones estándar), todas ellas por LHCb.
Más información: Observación del Bc + a J/ψπ + π 0 decadencia, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2402.05523
Información de la revista: arXiv
Proporcionado por CERN
