На Большом адронном коллайдере измерили время жизни прелестного мезона

Физики из коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере (БАК) опубликовали результаты нового высокоточного измерения времени жизни электрически нейтрального прелестного B⁰-мезона. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

B⁰-мезон является адроном, состоящим из b-антикварка и d-кварка. Время жизни этой частицы, показывающее, как долго она существует до распада на другие частицы, играет ключевую роль в изучении слабых взаимодействий и динамики тяжелых кварков. Новое измерение уточняет значение этого параметра, предоставляя самый точный результат на сегодняшний день.

Для анализа исследователи изучили распад B⁰-мезона на возбужденный нейтральный каон (K⁰) и мезон J/ψ, который затем распадается на пару мюонов. Также был изучен распад K⁰ на заряженный пион и заряженный каон. Исследование основано на анализе данных о 140 обратных фемтобарнах столкновений протонов, собранных в период с 2015 по 2018 годы.

Оказалось, что время жизни B⁰-мезона равно 1,5053 пикосекунды (пс) с погрешностями 0,0012 пс (статистическая) и 0,0035 пс (систематическая). Также была определена ширина распада частицы, которая составила 0,664 обратных пикосекунды с общей неопределенностью 0,004 пс⁻¹. Эти результаты демонстрируют высокую точность и улучшение по сравнению с предыдущими измерениями.

Исследование также включало сравнение ширины распада B⁰-мезона с шириной мезона B⁰s, состоящего из нижнего кварка и странного кварка. Соотношение ширин распада оказалось близким к единице, подтверждая теоретические предсказания модели тяжелого кварка и расширяя ее применимость.