На БАК физики нашли свидетельства редчайшего распада B-мезона на два мюона

Физики Европейской организации ядерных исследований CERN впервые получили убедительные данные о распаде, который происходит примерно в одном случае из 10 миллиардов. Речь идёт о превращении нейтрального B-мезона, или Bd-мезона, в два более лёгких заряженных родственника: мюон и антимюон. Об этом 3 ноября 2026 года сообщила международная коллаборация LHCb, в которую входят специалисты Манчестерского университета и других научных организаций.

Почему редкий распад так трудно поймать

Bd-мезон содержит тяжёлый b-кварк и живёт примерно полторы триллионные доли секунды, после чего распадается. Лишь в редких случаях продуктами распада оказываются два мюона с противоположными зарядами. Мюоны похожи на электроны, но примерно в 207 раз тяжелее. Чтобы выделить несколько нужных событий, приходится просеивать огромное количество обычных распадов.

Раньше совместный анализ данных экспериментов LHCb и CMS уже давал намёки на этот процесс, но последующие измерения первоначальный результат не подтвердили.

Что дала модернизация детектора

Ситуацию изменила масштабная модернизация установки LHCb. Обновлённый комплекс собирает данные примерно в пять раз быстрее, чем прежде, и точнее определяет характеристики частиц, рождающихся при столкновениях. Ключевую роль играет кремниевый пиксельный детектор Vertex Locator (VELO), который стоит всего в пяти миллиметрах от протонных пучков и помогает восстанавливать траектории частиц и точки их рождения и распада. Дополнительно физики использовали алгоритмы машинного обучения, которые отделяют редкие события от фоновых сигналов.

Анализ данных 2024–2025 годов дал значимость 3 сигма. После добавления измерений 2011–2018 годов она выросла до 3,2 сигма. Исследователи называют результат первым убедительным свидетельством этого распада в рамках одного эксперимента, однако до признания открытия не хватает значимости 5 сигма.

Интерес к редким распадам связан с тем, что они чувствительны к влиянию неизвестных частиц. Даже если такие частицы слишком тяжелы, чтобы родиться на Большом адронном коллайдере напрямую, они могут давать небольшие отклонения от предсказанной частоты распадов. Так физики косвенно изучают процессы на масштабах, которые иногда называют «зептомиром», то есть порядка 10⁻²¹ метра.

Если дальнейшие данные подтвердят сигнал до уровня 5 сигма, это станет точной проверкой Стандартной модели на одном из самых тонких её предсказаний. Пока же речь о перспективном свидетельстве, которое ещё предстоит проверить.

По материалам: Новая наука