Один из главных результатов сеанса Run 1 Большого адронного коллайдера — это долгожданное открытие сверхредкого распада ( B_s to mu^+mu^- ), см. подробности в новости Опубликованы окончательные результаты CMS и LHCb по сверхредким распадам B-мезонов. К этому распаду уже давно было приковано пристальное внимание физиков. Стандартная модель предсказывала вероятность такого распада на уровне меньше 4 миллиардных, что очень на руку физикам — ведь на фоне столь слабого стандартного вклада возрастает шанс увидеть возможные эффекты Новой физики. Экспериментаторы пытались зарегистрировать его 30 лет, но удалось сделать это только на LHC. К сожалению, результаты пока сходятся с предсказаниями Стандартной модели. В случае B-мезона (без индекса s) одно время были намеки на некоторое отклонение, но сейчас, после выхода данных ATLAS, они уже на грани исчезновения.

У этого распада есть и другой «лептонный собрат» — распад на пару тяжелых тау-лептонов. Тау-лептоны нестабильны и зарегистрировать их намного труднее, чем мюоны. Но зато вероятность этого распада побольше, поскольку она пропорциональна квадрату массы лептона. По расчетам, в рамках СМ она должна составлять 773 миллиардных для Bs-мезона и 22 миллиардных для B-мезона. Подогревает интерес то, что в других распадах B-мезонов уже обнаружились несостыковки при сравнении мюонов с лептонами, см. страничку Нарушение лептонной универсальности в распаде B→Dlν. Эти несостыковки могут быть намеком на существование новых частиц, например заряженных бозонов Хиггса, которые особенно сильно проявляются именно через связь с тау-лептонами. Поэтому есть шанс, что распады ( B_s to tau^+tau^- ) или ( B to tau^+tau^- ), на которые новые частицы могут сильно повлиять, тоже будут существенно отличаться от предсказаний СМ.

На днях коллаборация LHCb впервые предъявила результаты поиска этих сверхредких распадов в статистике, накопленной в ходе сеанса Run 1 (arXiv:1703.02508). Тау-лептоны регистрировались через распад на три пиона и нейтрино, причем выделение этого распада и отделение его от фона потребовало от экспериментаторов недюжинной сноровки. Искомого распада найдено не было. Отрицательный результат позволил установить ограничение сверху 6,8 тысячных для ( B_s to tau^+tau^- ) — и это первая попытка поиска такого распада, — и 2,1 тысячных для ( B to tau^+tau^- ), что улучшило более ранний результат BaBar. Эти ограничения, конечно, очень скромные, они на 4 порядка превышают ожидаемое в СМ значение. Но если окажется, что за счет эффектов Новой физики их реальные вероятности намного выше предсказаний СМ, у LHC появляются шансы увидеть его в будущем.

Source: Новости