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CDF observa decaimento de Bs para dois múons.

quinta-feira, 14 jul 2011; \28\UTC\UTC\k 28 Deixe um comentário Go to comments

Outro artigo muito interessante que apareceu no arXiv essa semana foi esse aqui:

Search for B^0_s\rightarrow \mu^+\mu^- and B^0\rightarrow \mu^+\mu^- Decays with CDF II (arXiv:1107.2304)

onde o CDF afirma ter observado o decaimento B^0_s\rightarrow \mu^+\mu^-. Deixa eu contar um pouco da história. Esses decaimentos são super raros porque no modelo padrão não tem corrente neutra (o estado final tem carga elétrica total 0) com violação de sabor (os quarks que compõem o B_s^0 e o B_d^0 tem sabores diferentes). Isso quer dizer que esse decaimento só ocorre por efeitos quânticos e através da matriz CKM. O resultado é que branching ratio termina sendo minúsculo, na ordem de 10^{-9} para o B_s^0 e 10^{-10} para o B_d^0:


Processos que geram o decaimento observado. Copiado do blog Résonaances, que também falou sobre o artigo.

Bem, se lembra que eu disse que pessoal do Tevatron tinha que ser rápido? Então, isso é o CDF sendo rápido. Pois essa é uma daquelas reações para a qual o LHCb, um dos detectores do LHC, foi construído para estudar. E eles vão fazer muitos e muitos artigos sobre ela, sem dúvida. Mas o CDF analisou 7\, fb^{-1} de dados, muito mais do que o LHCb tem agora, e eles têm um bom sistema de tracking que é capaz de fazer identificação de partículas através de ionização por unidade de comprimento dE/dx. Além disso, eles usaram uma rede neural para avaliar os pesos de todas as variáveis que discriminam sinal de background para melhorar a observação.

O resultado pode ser visto na figura abaixo (copiada do artigo):

As duas primeiras linhas são relativas ao B_s^0 e você vê que para valores altos do discriminante da rede neural, o terceiro e quarto gráficos da esquerda para direita na primeira linha, onde é esperado sinal, eles conseguem observar! Também vale notar que no segundo gráfico, onde não é esperado sinal nenhum, eles também observam. :P (na terceira linha, para o B_d^0 não se observa nenhum sinal, mas isso é o esperado nesse caso).

O valor-p da observação é relativamente alto (0.66%) e eles mesmo admitem no artigo que é uma observação delicada e fraca. Contudo, eles puseram, pela primeira vez, um limite inferior na fração de decaimento do B_s\rightarrow \mu^+\mu^-: {\mathcal B}_{CDF}(B_s^0\rightarrow \mu^+\mu^-)=1.8^{+1.1}_{-0.9}\times 10^{-8} o que é muito maior que o previsto no modelo padrão: {\mathcal B}_{SM}(B_s^0\rightarrow \mu^+\mu^-)=(3.2\pm 0.2)\times 10^{-9}. Vários modelos além do Modelo Padrão preveêm um aumento nessa fração e essa pode ser mais uma indicação vinda do CDF de que algo estranho está acontecendo.

O D0 provavelmente não consegue fazer essa medida, mas em breve o LHCb deve divulgar fortes opiniões sobre o assunto.

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  1. domingo, 25 dez 2011; \51\UTC\UTC\k 51 às 11:07:40 EDT | #1

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