¿Qué es la descomposición de partículas B a D-estrella-tau-nu, qué predice el modelo estándar y qué sugieren los resultados de BaBar?

B es un mesón B.

D es un mesón D. “estrella” indica que los momentos angulares de los quarks que comprenden el mesón se han sumado de manera diferente (en términos generales, sus momentos angulares se pueden alinear, en cuyo caso se suman, o sus momentos angulares pueden estar en direcciones opuestas, en cuyo caso se cancelan), haciendo que la partícula tenga un estado de unión más enérgico. Vale la pena señalar que el estudio analizó los eventos D y D *. En mi respuesta, escribiré [matemáticas] D ^ {(*)} [/ matemáticas] como lo hace el documento original: [1205.5442] Evidencia de un exceso de B – & gt; D (*) Tau Nu decae

tau ([matemática] \ tau [/ matemática]) es un leptón, como un primo muy pesado del electrón.

nu ([math] \ nu [/ math]) es un neutrino, otro tipo de lepton, pero no muy similar a un electrón. La partícula es tan ligera que se pensó que no tenía masa durante mucho tiempo.

La “descomposición de B a D-estrella-tau-nu” es cuando un mesón B se convierte espontáneamente en un mesón D *, un leptón tau y un neutrino tau (anti):

[matemáticas] B \ rightarrow D ^ {(*)} \ tau \ bar {\ nu_ \ tau} [/ math]

El subíndice de [math] \ tau [/ math] en el neutrino indica el sabor del neutrino, lo cual no es importante para esta discusión.
La barra denota una antipartícula, pero en el caso de los neutrinos, a menudo no distinguimos entre la partícula y su antipartícula, ya que hay muy poca o ninguna diferencia entre los neutrinos y los antineutrinos.

¿Recuerdas que el tau era primo del electrón ([matemáticas] e [/ matemáticas])? Resulta que la misma interacción con “tau” reemplazada por “electrón” está muy relacionada:

[matemáticas] B \ rightarrow D ^ {(*)} e \ bar {\ nu_e} [/ math]

Hay un tercer primo llamado muón ([matemáticas] \ mu [/ matemáticas]), y la interacción correspondiente también está estrechamente relacionada:

[matemáticas] B \ rightarrow D ^ {(*)} \ mu \ bar {\ nu_ \ mu} [/ math]

El modelo estándar predice la tasa que se espera que ocurra cada una de estas interacciones en las colisiones que SLAC estaba produciendo. Aquí es donde Babar encontró cierta discrepancia con las predicciones de SM. Específicamente, encontraron que la primera interacción (la que involucra la partícula tau) ocurrió más, en relación con las otras dos, de lo que predijo el SM. Sin embargo, el exceso fue de solo 3.4 desviaciones estándar y el experimento LHCb no ha informado evidencia del exceso.

Este conjunto específico de interacciones es útil para estudiar porque tenemos alguna idea de qué tipo de física nueva puede producir desviaciones de las predicciones SM. Es decir, la existencia de un primo acusado del bosón de Higgs recientemente descubierto podría influir en estas tasas de interacción. Pero los números encontrados por Babar no son consistentes con las predicciones de una de las teorías de Higgs cargadas más populares, el (tipo II) Modelo de doblete de 2-Higgs.