En entredicho la universalidad leptónica en el modelo estándar

Dibujo20150902 semileptonic b meson decay - anomaly - babar - belle - lhcb

La universalidad leptónica en el modelo estándar implica que los bosones vectoriales se acoplan por igual a las tres familias de leptones. BaBar, Belle y LHCb han observado una anomalía en la universalidad leptónica gracias a la desintegración semileptónica de los mesones Bº en mesones D*. La desintegración en un leptón tau y un neutrino tau es más probable que la desintegración en un muón o electrón y su neutrino. Babar, Belle y LHCb han observado la anomalía en el parámetro R(D*) a 2,7 σ, a 1,8 σ y a 2,1 σ, respectivamente, que algunos combinan hasta alcanzar 3,8 σ. Sin embargo, no se ha observado ninguna anomalía en el parámetro R(D).

¿Se oculta nueva física en esta anomalía? Aún no lo sabemos, pero hay que ser cautos. El valor de R(D*) está controlado por los errores sistemáticos y una anomalía a menos de 3 σ puede tener su origen en una estimación inapropiada de los sucesos de fondo (es decir, la relación señal/ruido). Además, combinar estas anomalías de forma naïve no es riguroso; algunos artículos apuntan a una anomalía combinada menor de 3,0 σ. Más aún, la estimación teórica depende del parámetro |Vcb| que se determina gracias, entre otras, a la desintegración del quark b → c + ℓ ν, es decir, a la del mesón Bº → D*+ ℓ ν, luego hay cierto círculo vicioso.

Deseamos ver nueva física y la buscamos con tanto ahínco que vemos indicios por doquier. Pero hasta que LHCb no analice esta anomalía con los datos del LHC Run 2 y se confirme su existencia con mayor significación no debemos hacernos demasiadas ilusiones. Los artículos relevantes son LHCb collaboration, “Measurement of the ratio of branching fractions BR(Bº→D*+τν))/BR(Bº→D*+μν),” arXiv:1506.08614 [hep-ex], Belle Collaboration, “Measurement of the branching ratio of B→D*τν relative to B→D*ℓν decays with hadronic tagging at Belle,” arXiv:1507.03233 [hep-ex], y The BABAR Collaboration:, “Measurement of an Excess of B→D*τν Decays and Implications for Charged Higgs Bosons,” Phys. Rev. D 88, 072012 (2013), doi: 10.1103/PhysRevD.88.072012, arXiv:1303.0571 [hep-ex]. Aunque muchos otros relacionados.

Dibujo20150902 corrected - b_dstar_lnu_brock_zeus_physik_uni-bonn-de

LHCb ha analizado 1,0 /fb de colisiones pp a 7 TeV y 2,0 /fb a 8 TeV. Los sucesos de desintegración semileptónica con un leptón tau, B0 → D∗+τντ, se observan gracias a la desintegración τ → µνµντ (canal de señal) y B0 → D∗+µνµ (canal de normalización). Los sucesos de desintegración semileptónica con un muón, B0 → D∗+µνµ, se observan gracias a la desintegración D∗+ → D0 π+ → K π+ π+. Para las estimaciones del fondo se han usado los programas Pythia, EvtGen y Geant4. Los físicos de LHCb saben lidiar a la perfección con estos análisis, lo que no quita que sean complicados y estén dominados por errores sistemáticos, que son comparables o incluso mayores que los errores estadísticos.

Dibujo20150902 new - semileptonic b meson decay - anomaly - babar - belle - lhcb

Toda desviación respecto a las predicciones del modelo estándar en un test de precisión es una señal que no debemos obviar. Sin embargo, en este caso concreto, debería haber otras señales de la violación de la universalidad leptónica. Pero solo las hay en estas desintegraciones tan raras (por poco probables). Me da la sensación de que nos estamos agarrando a un clavo ardiendo. Espero estar equivocado.


2 Comentarios

Participa Suscríbete

PabloPablo

¿Por qué lo llaman B cuando quieren decir B_c? El mesón B está compuesto por un quark b y un antiquark ligero (u,d) , mientras que el B_c está compuesto por un b y un antiquark c. El decay B->D + leptones no se podría dar mediante el decay b-> u + leptones …

¿Es un error en el dibujo/ artículo? ¿O hay alguna nomenclatura cambiada?

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>