Коллаборации LHCb удалось зарегистрировать неожиданную «асимметрию» распадов B-мезонов. Сотрудников коллаборации интересовали распады вида B → К(*)μ+μ–, то есть превращения В-мезонов в каоны и пары мюонов. 

Эти процессы хорошо подходят для исследования эффектов, выходящих за пределы Стандартной модели, и наблюдения за такими превращениями уже приносили весьма любопытные результаты.

Пытаясь обеспечить надёжность экспериментальной информации и снизить влияние характеристик детектора и особенностей методики измерений, учёные стараются не просто рассматривать какие-то отдельные каналы распада, а сравнивать между собой разные процессы. Так, при сопоставлении данных по преобразованиям нейтральных и заряженных В-мезонов B0 → К*0μ+μ– и B+ → К*+μ+μ–физики вычисляют параметр асимметрии АI, отмеченный на графиках ниже и характеризующий возможные различия между характеристиками двух распадов. Стандартная модель предсказывает, что АI не должен значительно отходить от нуля, и только в области малых величин q2 — квадрата инвариантной массы пар мюонов — он может принимать существенные положительные значения.

Расчётная кривая АI на верхнем графике выделена синим. Видно, что опытные значения с планками погрешностей, показанные чёрным, в целом не противоречат теории.

Иллюстрации LHCb Collaboration.

Неожиданности же начались в тот момент, когда физики стали определять параметр АI для аналогичных распадов В-мезона, в которых рождается не возбуждённое (К*), а основное состояние каона. При вычислениях использовались данные по протон-протонным столкновениям на Большом адронном коллайдере, собранные детектором LHCb за весь прошлый год.

Хотя точных теоретических предсказаний АI для распадов B0 → К0μ+μ– и B+ → К+μ+μ– нет, предполагается, что этот параметр, как и в предыдущем случае, должен находиться около нуля. Эксперимент, однако, дал совсем другой результат: нижний график показывает, что АI практически во всём диапазоне q2 имеет отрицательные (и достаточно большие по модулю) значения. Статистическая значимость этого отклонения от нуля достигла 4,4σ.

По словам авторов, основной причиной появления асимметрии стал недостаток зарегистрированных сигналов, соответствующих распаду B0 → К0μ+μ–. В ближайшее время теоретики должны выяснить, действительно ли этот эффект требует объяснений из области «новой физики».