Поиски асимметрии материи и антиматерии в осцилляциях нейтрального D-мезона

Частица материи всегда является частицей материи? Или нет? Благодаря "причудам" квантовой физики четыре известные частицы, состоящие из двух разных кварков - например, электрически нейтральный D-мезон, состоящий из очарованного кварка ($\backslash (c\backslash )$) и одного верхнего антикварка ($\backslash (\backslash bar\{u\}\backslash )$), - могут спонтанно превращаться в своих партнеров из антиматерии и наоборот.

На семинаре, прошедшем недавно в ЦЕРНе, коллаборация LHCb представила свои свежие результаты по поиску асимметрии материи и антиматерии в осцилляциях нейтрального D-мезона, которая, если будет обнаружена, может помочь пролить свет на загадочный дисбаланс материи и антиматерии во Вселенной.

В этой работе исследователи LHCb намеревались с беспрецедентной точностью измерить набор параметров, определяющих осцилляции нейтрального D-мезона между материей и антиматерией и позволяющих найти до сих пор не наблюдавшееся, но предсказанное нарушение CP-инвариантности в этих осцилляциях.

Ранее коллаборация уже измеряла тот же набор параметров, связанных с распадом нейтрального D-мезона на положительно заряженный каон и отрицательно заряженный пион, используя полный набор данных первого запуска LHC и частичный набор данных второго запуска. В этот раз команда проанализировала полный набор данных Запуска-2 (Run 2) и, объединив результаты с результатами предыдущего анализа, получила самые точные на сегодняшний день измерения параметров - общая погрешность измерений в $\backslash (1,6\backslash )$ раза меньше наименьшей погрешности, достигнутой ранее на LHCb.

Результаты согласуются с предыдущими исследованиями, подтверждая осцилляции материи-антиматерии нейтрального D-мезона и не показывая никаких свидетельств нарушения CP-инвариантности в этих осцилляциях. Полученные результаты требуют дальнейшего анализа этого и других распадов нейтрального D-мезона с использованием данных третьего запуска LHC и его планируемой модернизации - High-Luminosity LHC.

Среди других нейтральных распадов D-мезонов интерес представляют распады на пару из двух каонов или двух пионов, в которых исследователи LHCb впервые наблюдали нарушение CP-инвариантности в частицах, содержащих очарованные кварки, и распады на нейтральный каон и пару пионов, с помощью которых LHCb измерял скорость осцилляций частицы материя-антиматерия. В поисках разгадки дисбаланса материи и антиматерии во Вселенной и других космических тайн не должно остаться ни одного неисследованного направления.

Подробнее читайте в статье "Measurement of $\backslash (D^\{0\}-\backslash bar\{D^\{0\}\}\backslash )$ mixing and CP violation in $\backslash (D^\{0\}\backslash rightarrow\; K^\{+\}\backslash pi^\{-\}\backslash )$ decays" по ссылке.