пятница, 2 марта 2012 г.

Наблюдения за распадами странных B-мезонов принесли свидетельства прямого нарушения CP-инвариантности

Наблюдения за распадами странных B-мезонов принесли свидетельства прямого нарушения CP-инвариантностиКоллаборация LHCb сообщила о том, что ей удалось обнаружить свидетельства CP-нарушения в распадах странных B-мезонов.

CP-нарушением называют свойство законов физики, которые оказываются неинвариантными относительно операции зеркального отражения (пространственной инверсии P) с одновременной заменой всех частиц на античастицы (зарядовым сопряжением C). Эта асимметричность, поначалу казавшаяся противоестественной, была зарегистрирована экспериментально (при наблюдении за распадами нейтральных каонов) в 1964-м, а её теоретическое объяснение, опирающееся на механизм Кабиббо — Кобаяши — Маскавы, включено в Стандартную модель.

Обсуждаемый эффект также играет важную роль в космологии, где его называют одним из условий, при выполнении которых возможно создание дисбаланса между материей и антиматерией во Вселенной. Однако уровень CP-нарушения, принятый в Стандартной модели, считается слишком низким, не соответствующим наблюдаемому соотношению вещества и антивещества. Именно поэтому теоретики и экспериментаторы активно ищут новые источники CP-нарушения — следы «новой физики».

Доказательства нарушения CP-инвариантности были получены в экспериментах с упомянутыми выше каонами, B0- и D0-мезонами. Стоит заметить, что первую информацию о CP-нарушающих распадах D0-мезонов сотрудники той же LHCb обнародовали совсем недавно, в ноябре прошлого года, но на международной конференции в итальянском Ла-Тюйле, которая завершается 3 марта, эти данные уже подтвердили участники проекта CDF. Детекторы LHCb и CDF установлены на разных ускорителях (протон-протонном Большом адронном коллайдере и протон-антипротонном «Теватроне»), и согласование результатов их работы даёт уверенность в том, что зарегистрированный сигнал реален.

Единственным нейтральным тяжёлым мезоном, надёжных данных о CP-нарушении в распадах которого у физиков не было, оставался B0
s
-мезон
, содержащий прелестный антикварк и странный кварк. Эта частица и стала объектом нового исследования на LHCb.





Спектры инвариантных масс пар , полученные на детекторе LHCb при отборе событий по критериям, настроенным на максимальную чувствительность к (a, b) АСР (B0) и (c, d) АСР (B0
s
). Вклад распадов, интересовавших физиков, отмечен так, как показано в верхнем правом углу. Остальные обозначения соответствуют фоновым событиям разного рода. (Иллюстрация LHCb Collaboration.)


Обрабатывая информацию с детектора, объём которой отвечал набранной в 2011-м интегральной светимости в 0,35 обратного фемтобарна, учёные обращали внимание на распады B0
s
-мезонов на каоны K и пионы π, пытаясь найти следы прямого CP-нарушения. Суть такого эффекта состоит в том, что вероятность распада частицы в определённое конечное состояние расходится с вероятностью распада её античастицы в соответствующее состояние, полученное с помощью CP-преобразования. В нашем случае исследователям пришлось сравнивать процессы типа B0
s
Kπ+ и B0
s
K+π.

Чтобы выделить эти два распада, физики реконструировали инвариантные массы пар , получая графики вроде тех, что показаны выше, и оценивали вклад фоновых событий. Затем они вычисляли безразмерный параметр АСР, амплитуда отклонения которого от нуля характеризует, если не вдаваться в подробности, «силу» CP-нарушения.

В результате было определено, что АСР (B0
s
) = 0,27 ± 0,08 (стат.) ± 0,02 (сист.). Статистическая значимость этого отклонения от нуля довольно велика и составляет 3,3σ, но пока не позволяет называть его подлинным открытием, которому, напомним, необходим уровень в 5σ. Можно добавить, что измерения LHCb сходятся с единственной — и очень неточной — существовавшей ранее оценкой АСР = 0,39 ± 0,15 (стат.) ± 0,08 (сист.), которую давала коллаборация CDF.

Эксперименты, выполненные в прошлом году на детекторе LHCb, также позволили вычислить максимально точное значение АСР для аналогичных распадов B0-мезонов, состоящих из прелестного антикварка и нижнего кварка. Как оказалось, АСР (B0) = –0,088 ± 0,011 (стат.) ± 0,008 (сист.), причём значимость здесь уже перевалила за 6σ.

Отчёт о наблюдении CP-нарушения, который будет опубликован в журнале Physical Review Letters, коллаборация LHCb выложила на сайт arXiv.

Подготовлено по материалам ScienceNOW, PhysOrg и блога A Quantum Diaries Survivor.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Разработана новая технология выработки энергии из сточной воды
Соединив две известные технологии получения электричества, ученые создали энергетическую ячейку, способную работать везде, где есть запасы сточной воды. Основа нового метода производства энергии из сточной воды и соли – так называемый реверсивный электродиализ (RED), где электрический ток получается из-за разницы между ионными составами пресной и соленой воды. Суть его проста: в такой энергетичес...
  (читать дальше)

LiveJournal получил только 11 заявок на "амнистию" блогов
Администрация блогхостинга LiveJournal получила только 11 заявок на разблокировку блогов, которые были заморожены из-за накрутки рейтинга, сообщил в своем дневнике руководитель сервиса в России Илья Дронов в понедельник. Правила LiveJournal запрещают пользователям "накручивать" рейтинг собственного журнала. По словам Дронова, существуют пользователи, которые, например, создают множество аккаунто...
  (читать дальше)

Intel поддержит инновационные ИТ-разработки для автомобилей
Корпорация Intel объявила о намерении инвестировать $100 млн в разработку и внедрение передовых технологий для автомобильных информационно-развлекательных систем и средств обработки и передачи данных. Финансовую поддержку получит Центр автомобильных инноваций (Automotive Innovation and Product Development Center) в Карлсруэ (Германия). Он займётся оптимизацией технологий Intel для различных прил...
  (читать дальше)

Новый гибридный аспирин как потенциальный противораковый препарат
Исследователи из Нью-Йоркского колледжа (США) объединили две новые «дизайнерские» формы аспирина в одно гибридное соединение, которое оказалось куда более эффективным в сдерживании роста некоторых форм рака в лабораторных тестах, чем любой из предшественников. Результаты работы о гибридном NOSH-аспирине, названном так за его способность выделять оксид азота (NO) и сероводород (H2S), опубликованы в...
  (читать дальше)

В Катаре строится теплица, проект которой вдохновлён верблюжьими ноздрями
К концу года в катарской пустыне будет построена уникальная теплица, орошаемая морской водой. Проект Sahara Forest стоимостью $5,3 млн и площадью 10 тыс. м² воплотится в жизнь в непосредственной близости от Дохи. Технология опреснения позаимствована у самой природы. Внешняя энергия и прочие ресурсы не требуются. Секрет — в разнице между температурой поверхностной морской воды и воды, взятой с ...
  (читать дальше)

На динозаврах, возможно, жили примитивные блохи
В Китае найдены прекрасно сохранившиеся окаменелости, которые позволяют предположить существование связи паразит — хозяин уже в юрском периоде, более 150 млн лет назад. Сегодня разнообразная группа паразитических насекомых (мы называем их блохами) изрядно досаждает млекопитающим и птицам, и это никого не удивляет. Но мало что известно об их происхождении. Ископаемые находки представляют собой в ...
  (читать дальше)

Древнейший лес планеты стал чуть разнообразнее
В 1920-х в карьере, где добывали песчаник, близ Гильбоа (штат Нью-Йорк, США) были обнаружены сотни остатков ископаемых деревьев. Их возраст оценили в 390 млн лет; по сей день это самый старый лес в мире, известный науке. Учёные сочли, что там рос всего один загадочный вид деревьев, обозначенный Eospermatopteris (или дерево Гильбоа). Он напоминал современные пальмы: крона была расположена на само...
  (читать дальше)

Создана глушилка посторонней болтовни
Кадзутака Курихара из Национального исследовательского научно-технологического института и Кодзи Цукада из Университета Отяномидзу (оба — Япония) знают, как раз и навсегда решить проблему болтунов, создающих неприятный шумовой фон во время любого выступления, лекции или научной конференции. По сообщениям психологов, человек не может продолжать разговаривать, если его слова воспроизводятся с заде...
  (читать дальше)

Дети доверяют чужим жестам больше, чем собственным глазам
Для маленьких детей жестикуляция является важнейшим способом общения с другими людьми, поэтому ребёнок готов верить чужим жестам, даже если его собственный опыт говорит о том, что его обманывают. Если вы хотите в чём-то убедить ребёнка, не тратьте слова — просто покажите пальцем. Как выяснили психологи из Вирджинского университета (США), для детей дошкольного возраста (от трёх до пяти) самым нео...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)