En física de partículas hay algunas discrepancias entre la teoría y el experimento. El LHC del CERN está resolviendo la mayoría de estos problemas. Según la teoría, la vida media de un hadrón que contiene un quark b (por beauty o bottom) y otros quarks de menor masa debe estar determinada por la masa del quark bello.
En 2003 un experimento observó una discrepancia a casi 4 sigmas; en 2004 otro la confirmó a 6 sigmas. ¿Falla la teoría? ¿Se oculta nueva física?
El experimento LHCb ha resuelto este problema confirmando la teoría en su último artículo: LHCb collaboration, “Precision measurement of the ratio of the Λb to B lifetimes,” arXiv:1402.6242 [hep-ex], 25 Feb 2014.
Según la teoría, el barión formado por los quarks udb, llamado Lambda-bottom (Λb0), y el mesón formado por los quarks db, llamado B-cero (B0), deben tener la misma vida media.
Sin embargo, en 2003 se calculó que Γ(Λb0)/Γ(B0) = 0,798 ± 0,052, una discrepancia de 3,9 sigmas, y en 2004 que Γ(Λb0)/Γ(B0) = 0,786 ± 0,034, una diferencia de 6,3 sigmas respecto a la predicción teórica.
El experimento LHCb, tras analizar 1 /fb (un inverso de femtobarn) de colisiones protón-protón a 7 TeV c.m. resolvió parcialmente este problema al encontrar Γ(Λb0)/Γ(B0) = 0,976 ± 0,012 ± 0,006, confirmando la teoría.
El artículo técnico es LHCb collaboration, “Precision measurement of the Lambda_b baryon lifetime,” Phys. Rev. Lett. 111: 102003, 2013; arXiv:1307.2476 [hep-ex].
Hoy se publica en arXiv el nuevo resultado del experimento LHCb tras analizar 3 /fb de colisiones protón-protón a 7 y 8 TeV c.m.
Se confirma la teoría a con mayor confianza estadística tras medir Γ(Λb0)/Γ(B0) = 0,974 ± 0,006 ± 0,004.
En concreto, la vida media de la partícula Lambda-b es Γ(Λb0) = 1,479 ± 0,009 ± 0,010 ps (picosegundos).
Un gran resultado de LHCb, sin lugar a dudas.
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