Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.pereplet.ru/nikitin/images/rp_belle_new_2004.pdf Дата изменения: Mon Nov 22 14:40:34 2004 Дата индексирования: Sun Dec 23 09:49:13 2007 Кодировка: Windows-1251

Эксперимент BELLE на всех парах продвигается в исследовании CP-нарушения
(Пресс-релиз ускорительного центка KEK от 20 августа 2004 года Источник: Interactions News Wire #53-04 20 August 2004 http://www.interactions.org) Коллаборация BELLE - международная исследовательская группа, работающая на ускорителе KEKB в Научно-исследовательском центре ускорителей высоких энергий KEK (Япония), - представила новые результататы исследований эффектов CP-нарушения. Сообщение было сделано на 32-ой Международной конференции по физике высоких энергий, которая состоялась на этой неделе в китайской столице Пекине (Н.Н.: оригинальное сообщение да-

тировано 20 августа 2004 года).
На ускорителе KEKB в электрон-позитронных столкновениях рождается большое число

? ? короткоживущих субатомных частиц, которые называются B -мезонами и B -мезонами (B мезон является античастицей для B -мезона). Эти частицы, массы которых несколько больше, чем масса атома гелия, распадаются в течении нескольких триллионных долей секунды (Н.Н.: то есть примерно за 10-
12

секунды) на более легкие и более долгоживущие частицы,

которые можно регистрировать в детекторе BELLE. Изучение большого числа распадов B -мезонов играет решающую роль для понимания поведения материи на наиболее фундаментальном уровне, особенно при изучении причины весьма небольшого различия, которое, как известно, существует в поведении материи и антиматерии и носит название CP-нарушения (Н.Н.: то есть нарушения комбинированной

зарядовой С и пространственной Р четностей).
С момента начала работы коллайдера KEKB в 1999 году, характеристики ускорителя неуклонно улучшались . Это позволило к настоящему времени зарегистрировать 274 мил-

? лиона B B -пар, из которых 122 миллиона были получены тлько за один прошлый год (Н.Н.:
уместно напомнить, что электронные журналы "Русский переплет" и Phys.Web.Ru уже сообщали сетевым читателям о рекордах светимости, достигнутых на ускорителе KEKB
[1]). Ускорители подобного типа называются "B фабриками", поскольку на них в большом

? количестве могут рождаться B B -пары. Ускоритель KEKB имеет наибольшую светимость
из всех когда-либо построенных ускорителей (Н.Н.: заметим, что строящийся в настоя-

щее время в CERNе Большой адронный коллайдер LHC согласно проекту должен почти на порядок перекрыть максимальную светимость ускорителя KEKB; см., например, сравни1


тельную таблицу характеристик различных ускорителей в послесловии к статье [2]).
Первое ясное свидетельство существования CP-нарушения в системе нейтральных B мезонов было получено три года назад (Н.Н.: то есть в 2001 году, когда на B-фабриках было

зарегистрировано так называемое косвенное СР-нарушение в системах нейтральных Bмезонов, о чем сжато рассказано ниже и в "Послесловии переводчика" ) коллаборациями
BELLE и BaBar. Коллаборация BaBar работает в SLACе (Stanford Linear Accelerator Center, Калифорния, США). В обоих экспериментах было найдено, что способ распада B мезона на

? частицы, которые называются J / и K 0 мезонам, отличается от способа распада B мезона
на теже самые частицы. Величина CP-нарушения для таких распадов характеризуется параметром, который носит название sin(21 ) (Н.Н.: на самом деле, во всем мире, исключая

Японию, для этого параметра принято другое обозначение, а именно sin(2 ); однако японские физики в знак уважения к своим коллегам М.Кобаяши и Т.Маскава, которые первыми объяснили механизм CP-нарушения, неуклонно придерживаются архаичных обозначений; подробнее об этом можно прочитать в заметке [2]). Этот параметр должен равняться нулю, если CP-нарушение отсутствует. В противном случае он может принимать значения в интервале от + 1 до - 1, что не противоречит теории, которая описывает всю совокупность полученных в настоящее время экспериментальных данных и носит название Стандартной Модели (СМ). Усреднение по данным коллабораций BELLE и BaBar дает для величины sin(21 ) значение 0, 736 с ошибкой 0, 049, что записывается как 0, 736 + 0, 049. В настоящее время эта величина рассматривается в качестве одного из фундаментальных параметров Стандартной Модели. Для полного подтверждения изящной теории CP-нарушения в СМ, которая была выдвинута японскими физиками-теоретиками М.Кобаяши и Т.Маскава в 1973 году, было необходимо найти еще один тип асимметрии между частицами и нантичастицами, который носит название прямого CP-нарушения.

Прямое CP-нарушение
Первое наблюдении прямого CP-нарушения в системе нейтральных B-мезонов было сделано коллаборацией BELLE в январе 2004 года в распадах B -мезона на два -мезона. Из 152

? ? миллионов B B -пар указанным образом распадались 264 B -мезона и только 219 B -мезонов,
что доказывает реальность прямого CP-нарушения более чем с 99,8% -ой вероятностью. 2


Рис. 1: Общий вид детектора BELLE с торца. На этом плане хорошо виден канал ускорителя KEKB.

? При измерении величины sin(21 ), различие между B мезонами и B мезонами проявляется только при измерении зависимости числа распадов от времени, однако различие исчезает, если суммировать полное число распадов. Это так называемое косвенное CP-нарушение с его характерной зависимостью от времени, которая мешает наблюдению прямого CPнарушения (Н.Н.: см. формулу (10)). Наконец недавно коллаборация BELLE обнаружила ясное доказательство существования

? прямого CP-нарушения в распадах B мезонов на K и мезоны. Из 274 миллионов B B пар коллаборацией BELLE было найдено 1165 указанных выше распадов B -мезонов и только

? 974 распада B мезонов, что доказывает существование прямого CP-нарушения на более чем
99,99% -ом уровне достоверности. Наблюдение коллаборацией BELLE прямого CP-нарушения в K распадах ожидалось после предшествующего ему наблюдения той же коллаборацией прямого CP-нарушения в

распадах. Поскольку предполагается, что последняя реакция включает в себя как прямое, так и косвенное CP-нарушение, то эта ситуация является несколько более сложной. Собранные вместе результаты по K и распадам представляют собой весомое подтверждение теории Кобаяши-Маскава.

3


Возможные проявления "новой физики"
Если СМ является теорией, которая правильно описывает свойства элементарных частиц, то помимо распада B 0 J / K 0 , должны существовать другие распады нейтральных B мезонов, в которых можно найти эффекты CP-нарушения и измерить величину sin(21 ). Особенно интересен с этой точки зрения распад B 0 мезона на и K 0 -мезоны. Предполагается, что этот распад идет за счет так называемых "квантовых флуктуаций", в которых

bкварк внутри B мезона в течении короткого промежутка времени переходит в tкварк и W -бозон. Возможно, что tкварк и/или W -бозон могут переходить в новые частицы, которые еще экспериментально не наблюдались и не входят в схему Стандартной Модели. Их скрытое присутствие может проявиться в аномальном значении величины sin(21 ). Летом 2003 года коллаборация BELLE сообщила, что величина sin(21 ), найденная в распаде B 0 K 0 , значительно отличается от хорошо определенного значения 0,736, полученного в распаде B 0 J / K 0 . Этот результат, основанный на наблюдении 68 распадов B 0 K 0 , вызвал огромный интерес среди физиков, занимающихся элементарными частицами. Поэтому все с нетерпением ждали проверки найденного эффекта на большей статистике. Продолжение исследований требовало гораздо большей статистики, и экспериметаторы на всех парах двигались к решению этой задачи, которая в последнее время является одним из самых серьезных противоречий между экспериментом и предсказаниям Стандартной Модели. Среди 274 миллионов событий с участием B -мезонов сотрудниками коллаборации BELLE были отобраны 175 K 0 -распадов. Дополнительно были проанализированы пять других каналов, которые, как предполагается, ведут себя аналогично каналу B 0 K 0 . После обобщения всех результатов обработки экспериментальных данных, величина sin(21 ) оказалась равной 0, 43 + 0, 11, что с 99% вероятностью является отклонением от предсказаний СМ. Несомненно, что одной из наиболее важных проблем в физике высоких энергий остается дальнейшее уточнение результатов для двухчастичных адронных распадов B -мезонов.

4


Поиск новой физики
Открытие в 2003 году коллаборацией BELLE загадочного резонанса X (3872) впоследствии было подтверждено результатами трех других экспериментов (Н.Н.: по поводу обнаружения

X (3872) сетевым читателям можно рекомендовать заметку [3]; в настоящее время резонанс X (3872) обнаружен на установках BELLE, BaBar, CDF и D0; две последние работают на коллайдере Tevatron, FNAL, США). Специфические свойства нового резонанса продолжают вызывать множество предположений и спекуляций относительно его природы. Поэтому в настоящее время коллаборация BELLE работает над улучшением своих экспериментальных результатов, чтобы понять внутреннюю структуру резонанса X (3872). Открытие X (3872) со всей очевидностью показало, что ускоритель KEKB может служить мощным инструментом для поиска новых частиц. Совсем недавно коллаборация BELLE нашла убедительное доказательство существования еще одной новой частицы, которая названа

X (3940). Эта частица рождается вместе с J / -мезоном в электрон-позитронных столкновениях. В настоящее время свойства новой частицы активно изучаются. Перевод Н.Никитина

Послесловие переводчика
Если представленный выше пресс-релиз японского ускорительного центра KEK нельзя назвать сенсационным, то весьма многообещающим его назвать можно. И хотя обнаружение прямого CP-нарушения в системах нейтральных B -мезонов является более сильным аргументом в пользу СМ, чем против нее, но два других открытия, при условии, что они подтвердятся, могут завершить более чем тридцатилетнюю эру господства Стандартной Модели в физике частиц и открыть новую, не известную пока эру. Поскольку пресс-релиз ускорительного центра KEK расчитан на специалистов в области физики элементарных частиц, то необходимо написать комментарии относительно всех его разделов, чтобы сделать текст понятным для студентов, аспирантов и преподавателей ВУЗов. Любителям науки, обладающим меньшей теоретической подготовкой, придется приложить дополнительные усилия и заполнить многочисленные пропуски в изложении путем самообразования. Начнем с обнаружения прямого C P -нарушения в системах нейтральных B -мезонов. Для 5


начального ознакомления с проблемой сетевым читателям рекомендуются соответствующие главы из учебников [4], в которых подробно разобран во многом аналогичный случай СРнарушения в системах нейтральных K -мезонов. Дальнейшее изложение в значительной мере будет основываться на замечательной, но не переведенной на русский язык книге [5]. В настоящее время предполагается, что в рамках СМ существуют кварки шести сортов (иначе, ароматов). Три кварка u, c и t, называемые "верхними", имеют заряд 2/3 заряда позитрона (а на электрона!) и могут переходить с излучением заряженного W + -бозона (виртуального или, как в случае t-кварка, реального) в три нижних кварка d, s и b, заряды которых равны, соответственно, по 1/3 заряда электрона. На языке гамильтониана СМ такой переход записывается в виде:

g C qi ч (1 - 5 )Vij ? 22

KM

qj W

+ ч

+ h.c.,

(1)

+ где qi = {u, c, t}, qj = {d, s, b} - кварковые поля, Wч - поле W + -бозонов, h.c - обозначает эрмиC товски сопряженное слагаемое, а Vij KM

-матрица Кобаяши-Маскава (или, как это принято в

англоязычной литературе, матрица (C)Кабиббо-(K)Кобаяши-(M)Маскава CKM-матрица). Матрица имеет следующий вид
Vud C Vij K M = Vcd

Vus Vub Vcs V Vts Vtd

V

cb .

(2)

td

Элементы CKM-матрицы, вообще говоря, комплексные числа, квадраты модулей которых характеризуют интенсивности переходов "верхних" кварков в "нижние" и наоборот. То есть в выражении (2) имеется 2 Ч 3 Ч 3 = 18 действительных параметров. Однако не все они являются независимыми. В силу закона сохранения вероятности, CKM-матрица должна удовлетворять условию унитарности V записать:
CKM

V

CKM



=V

CKM



V

CKM

= I , где I - единичная

3 Ч 3 матрица. Значек обозначает операцию эрмитового сопряжения. Покомпонентно можно Vik Vj = k
k k

Vki Vkj = ij ,

(3)

что уменьшает количество независимых действительных параметров до девяти. Из них пять - это нефизические фазы, которые могут быть исключены из рассмотрения переопределением фаз кварковых полей. Оставшиеся четыре параметра - три угла смешивания и фаза -

6


задают следующую стандартную параметризацию CKM-матрицы, восходящую к классической работе Кобаяши и Маскава:

C Vij K M 13 = - s12 c23 - c12 s13 s23 ei13



c12 c

s12 c

13
13

s13 e
i

-i

13

c12 s23 - s12 s13 s23 ei - c12 s23 - s12 s13 c23 e

c13 s c13 c

23

s12 s23 - c12 s13 c23 ei

,

(4)

13

13

23

где c

ij

= cos ij , sij = sin ij , cij > 0, sij > 0, 0 ij /2 и 0 13 2 . Параметриза-

ция (4) имеет ясняй физический смысл вращения в трехмерном пространстве ароматов при помощи углов Эйлера 12 , 13 и 23 . Наличие фазы 13 в CKM-матрице приводит в рамках СМ к эффектам СР-нарушения как в распадах нейтральных K -мезонов, так и в распадах нейтральных B -мезонов. В различных расширениях СМ может возникать несколько матриц смешивания типа CKM-матрицы и, следовательно, несколько фазовых множителей. Каждый из них должен вносить свой вклад в эффекты СР-нарушения. Помимо параметризации (4) не менее часто используется параметризация Вольфенстайна. Она получается из (4) заменами s12 = , s23 = A2 , s13 sin 13 = A3 и s13 cos 13 =

A3 :
CKM Vij =

1-

2 2

1-
2
2

A ( - i +
4 2

3

i 2

)

2

- A3 (1 - - i )

- i A2

A2 (1 + i 2 ) 1

- A

.

(5)

При вычислениях отброшены все слагаемые порядка O(3 ) для действительных частей и

O(4 ) для мнимых. Поскольку

1 и A 1, то параметризация (5) дает хорошее пред-

ставление об интенсивности CP-нарушения в различных распадах. Условие унитарности CKM-матрицы (3) ведет к целому ряду соотношений между ее элементами. Наибольший интерес с точки зрения экспериментальной проверки представляет следующее равенство:

0=
k=u,c,t

Vkb Vkd = Vub V

ud

+ Vcb Vcd + Vtb Vtd .

(6)

Каждое из трех произведений Vkb V

kd

является комплексным числом. Следовательно оно за-

дает длину и направление вектора на комплексной плоскости. То, что сумма произведений

Vkb Vkd равна нулю означает, что соответствующие им вектора образуют треугольник, который носит название треугольника унитарности. Согласно параметризации (5) можно 7


Рис. 2: Треугольник унитарности для соотношения (6) на комплексной плоскости параметров

(, ). Рисунок взят из книги [6].
записать, что Vcb Vcd = -A3 - i5 -A3 , то есть с хорошей степенью точности является

действительным числом. С той же степенью точности Vud 1. На комплексной плоскости

(, ) определим следующие вектора:
Vcb Vcd -1; A3 Vub Vud + i ; A3 Vtb Vtd 1 - - i . A3

(7)

Тогда треугольник унитарности как графическая иллюстрация соотношений (6) и (7) представлен на рисунке 2. На этом же рисунке дано определение углов , и . Из теории комплексных чисел хорошо известно, что если заданы два комплексных числа

z1 = r1 ei1 и z2 = r2 ei2 с модулями r1 , r2 и аргументами 1 , 2 , то аргумент частного равен Arg (z1 /z2 ) = 1 - 2 . Тогда из рисунка 2 очевидно, что: = Arg -
Vcb Vcd . Vtb Vtd

(8)

Теперь кратко опишем стратегии поиска косвенного и прямого СР-нарушений в распадах
0 нейтральных B -мезонов. Рассмотрим Bd -мезон (иное обозначение: B 0 мезон) с кварковым

? ? составом d? и Bd -мезон (B 0 мезон) с кварковым составом bd соответственно. Какими харакb ?0
теристиками они обладают? Во-первых, ароматом, т.е. эти нейтральные мезоны содержат в своем составе b или ?-кварк. Аромат B -мезонов можно найти, например, в полулептонных b
0 распадах по знаку лептона, поскольку Bd D -+

?0 , а Bd D

+-

. Таким образом, по?

ложительно заряженный лептон несет экспериментаторам информацию о том, что распался 8


0 ?0 Bd мезон, а отрицательный, что Bd мезон.

Во-вторых, нейтральная частица может характеризоваться определененной C P -четностью. Для нейтральных B -мезонов состояния с определенным ароматом и C P -четностью не совпадают, поскольку C P |B
0 d

? =-B

0 d

? и CP B

0 d

= - |B

0 d

(используются соглашения, при-

нятые в [5]; подробнее о различных вариантах соглашений при определении C сопряжения можно узнать из книги Л.Б.Окуня [4], стр. 77). Непосредственной проверкой можно убедиться, что линейные комбинации

|B

1

=

|B

0 d

? -B 2

0 d

,

|B

2

=

|B

0 d

? +B 2

0 d

обладают положительной и отрицательной CP-четностями соответственно. Эти состояния могут распадаться на системы, обладающие определенной CP-четностью. Cреди таких двух0 частичных адронных систем в конечном состоянии чаще всего рассматриваются J / KS , 0 0 0 0 0 0 KS , 0 KS , KS , c1 KS , c KS (СР = -1) и + - , J / KL (CP = +1). Такие системы как

+ - 0 или J / K

0

могут иметь различную четность взависимости от относительного уг-

0 0 лового момента. Символами KS и KL обозначаются короткоживущий и долгоживущий K -

мезоны соответственно. Помимо аромата и CP-четности нейтральные B -мезоны характеризуются определенной

массой и временем жизни (состояния, диагонализующие гамильтониан взаимодействия).
Как и в случае K -мезонов, для B -мезонов эти состояния не совпадают ни с состояниями определенного аромата, ни с состояниями определенной C P -четности, но являются их линейными комбинациями

|B l = p B |B
h

0 d

? +qB

0 d

= =

1 1 + |~| 1
2

(|B

2

+ ~ |B 1 ) , + ~ |B 2 ) .

=pB

0 d

? -qB

0 d

1 + |~|

2

(|B

1

Параметр ~ связан непосредственно с отношением q /p, которое равно

1-~ Vtd V q = = tb = e p 1+~ Vtd Vtb

-2i

.

(9)

При написании последнего равенства в цепочке (9) было использовано определение (8) и тот
факт, что с хорошей точностью Vcb Vcd является действительным числом. Напомним, что в

публикациях коллаборации BELLE вместо используется обозначение 1 . 9


Состояние |B яние |B
l

h

0 ("heavy component") аналогично по построению состоянию |KS , а состо-

0 ("less heavy component") аналогично состоянию |KL . Но имеется важное отличие h

от случая странных мезонов: времена жизни состояний |B

и |B

l

практически равны. Это

совершенно не похоже на ситуацию с нейтральными K -мезонами. Такое отличие является прямым следствием того, что массы B -мезонов много больше масс их продуктов распадов по основным каналам, в то время как массы нейтрального K -мезона и системы трех пионов сравнимы. То есть для B -мезонов в ширине распада отсутствует подавление по фазовому объему, которое определяет "долгость" и "короткость" времен жизни нейтральных K -мезонов. Масса Bh чуть больше массы Bl . Поэтому первый получил название "тяжелой компоненты", а второй "чуть менее тяжелой компоненты". Как в K , так и в B -мезонах имеются две возможности реализации эффектов C P -нарушения. Во первых, это косвенное C P -нарушение за счет малой примеси компоненты одной четности на фоне доминирования компоненты противоположной четности. Например, в Bl -мезоне основным является вклад C P -нечетной компоненты, а примесь C P -четной компоненты определяется комплексным параметром ~. Косвенное CP-нарушение в распадах нейтральных каонов было найдено в 1964 году Кронином, Кристенсеном, Фитчем и Терлеем (Нобелевская премия по физике за 1980 год). Ими было зарегистрировано несколько событий, в которых
0 долгоживущий KL -мезон распадался на + - -пару (за подробностями описания эксперимен-

та отсылаю интересующихся читателей к руководствам [4] и [7]). Косвенное СР -нарушение для нейтральных B -мезонов удалось обнаружить только в 2001 году на B -фабриках BaBar
0 ?0 0 и BELLE при изучении распада Bd (Bd ) J / KS . На кварковом уровне за этот распад

отвечают переходы b ccs и ? ccs, что на адронном уровне приводит к процессам ? b ??

B

0 d

? J / K 0 и B

0 d

? ? J / K 0 . Поскольку K 0 и K 0 являются линейными комбинациями

0 0 KL и KS , а долгоживущие каоны практически не регистрируются в детекторах BaBar и 0 ? BELLE, то в конечном состоянии вместо K 0 и K 0 автоматически оказывается KS . Наибо-

лее простой путь регистрации косвенного СР -нарушения, это получение величины sin(2 ) из асимметрии
0 0 0 ?0 (Bd (t) J / KS ) - (Bd (t) J / KS ) = - sin(2 ) sin(mB t), 0 0 0 ?0 (Bd (t) J / KS ) + (Bd (t) J / KS )

A

CP

(t) =

(10)

где mB - разность масс Bh и Bl состояний. На диаграммном языке косвенное СР -нарушение описывается осцилляциями нейтральных мезоннов и может быть вычислено достаточно точно. 10


Кроме того, в природе может реализоваться (и реализуется таки!) прямое СР -нару-

шение за счет СР -несохраняющего взаимодействия в электрослабом гамильтониане (1).
В этом случае ненулевой, например, может быть амплитуда перехода B2 (C P -нечетного состояния) в +
-

(СР -четную систему). Для нейтральных каонов эффект прямого СР -

нарушения примерно на три порядка меньше эффекта косвенного нарушения. А потому он был окончательно обнаружен только в 1999 году (через 25 лет после открытия косвеного

СР -нарушения!) коллаборацией NA48 (CERN). Для B -мезонов ситуация менее драматична.
Поэтому уже в 2003 году было найдено, а в 2004 году окончательно подтверждено существование прямого C P -нарушения в распадах нейтральных B -мезонов. Явное экспериментальное доказательство прямого СР -нарушения может быть получено, например, в распадах
0 Bd K + -

?0 и Bd K - + . Если электрослабый гамильтониан инвариантен относительно N -N +N

СР -сопряжения, то асимметрия

A

CP

(K + - ) =

?0 Bd K - ?0 B d K -

+ +

0 Bd K +

- -

N

0 B d K +

(11)

равна нулю, где N... - полное число распадов, зарегистрированных по данному каналу. В эксперименте на установке BELLE было найдено, что A
CP

(K + - ) = - 0, 101 + 0, 025(stat) +

? 0, 005(sy st). Коллаборация BaBar на статистике в 227 миллионов B B -пар сообщила, что AC P (K + - ) = - 0, 133 + 0, 030(stat) + 0, 009(sy st). В пределах ошибок оба результата хорошо согласуются. Эффекты, связанные с осцилляциями нейтральных B -мезонов также вносят вклад в (11). Однако можно показать, что этот вклад более высокого порядка малости по эффектам СР -нарушения, поэтому в (11) им можно пренебречь. Результаты работы установок BaBar и BELLE неоспоримо доказывают существование прямого СР -нарушения в

B -системах. Кроме того, на установке BELLE получено ненулевое значение для асимметрии AC P ( + - ). На диаграммном уровне прямому СР -нарушению отвечает интерференция вкладов глюонного "пингвина" (о "пингвинных" диаграммах см. в недавней заметке [8]) и древесного процесса. В заключении скажем несколько слов о "новой физике", намеки на существование кото0 0 рой получили экспериментаторы из BELLE. Распад Bd KS на кварковом уровне описыва-

ется переходом ? sss и идет только за счет "пингвинных" диаграмм. Экспериментальная b ?? процедура поиска sin(2 ) в этом распаде аналогична подробно описанной выше процеду0 0 ре поиска sin(2 ) в распаде Bd J / KS . Разночтения в результатах могут быть вызваны

не только вкладом "новой физики", но не выявленными пока погрешностями в методике 11


эксперимента и в теоретических расчетах (система sss как и система scc таит в себе целый ? ? ряд методических тонкостей, связанных с корректным учетом непертурбативных вкладов от сильных взаимодействий). Что касается состояния X (3872) и особенно состояния X (3940), то тут надо дождаться большей статистики. На первый взгляд, пик X (3940) похож на многие другие "многообещающие" пики, которые за десять лет своей работы в области физики высоких энергий я повидал от экспериментаторов CERNа, DESY и FNALа. Ни один из них впоследствии не был подтвержден на большей статистике.

Контрольные вопросы и задачи
В заключении сетевым читателям предлагается несколько контрольных вопросов и задач, которые должны улучшить их понимание эффектов C P -нарушения.
0 0 0 0 1) Нарисуйте фейнмановские диаграммы, отвечающие распадам Bd J / KS , Bd KS , 0 Bd + - 0 ?0 и Bd K + - . Нарисуйте диаграммы для аналогичных распадов Bd

мезонов.

2) Почему не наблюдают СР -нарушение в системах нейтральных D-мезонов?
3) Нарисуйте треугольник унитарности для Vud Vtd + Vus Vts + Vub Vtb = 0. Есть ли в этом

треугольнике хоть один угол, равный любому из углов треугольника унитарности рисунка 2 ?

4) Получите формулу (10). 5) Покажите, что асимметрия (11) равна нулю, если в электрослабом гамильтониане отсутствует C P -нарушающее слагаемое.

6) Исходя из рисунка 2, дайте определения для углов и через элементы СКМ-матрицы. 7*) В каких распадах можно измерить величины углов и ? 8*) Предположим, что в мире выполняется точное равенство масс md = ms = mb . Не
проводя детальных вычислений найдите, чему в таком мире равны ширины распадов:

t cW + W - , t c и t c

+-

? Что поменяется, если cкварк заменить на u?

12


Список литературы
[1] "B-фабрика KEKB и установка Belle бьют рекорды интегральной светимости", http://phys.web.ru/db/msg/1185933/ , http://www.pereplet.ru/nikitin/31.html#31 [2] Г.Фрейзер, "Физическая B-ология", http://phys.web.ru/db/msg/1185441/ [3] Н.Никитин, "Ее звали Икс", http://phys.web.ru/db/msg/1188491/ [4] Л.Б.Окунь, "Лептоны и кварки", М. "Наука", 1990; Ю.Комминс, Ф.Буксбаум, "Слабые взаимодействия лептонов и кварков", М. "Энергоатомиздат", 1987. [5] Q.Ho-Kim, P.Xuan-Yem, "Elemetary Particles and Their Interactions", "Springer", 1998. [6] "CP Violation in Particle, Nuclear and Astrophysics", Ed. by M.Beyer, "Springer", 2002. [7] К.Н.Мухин, "Экспериментальная ядерная физика", кн.2, М. "Энергоатомиздат", 1993. [8] Н.Никитин, "Один из десяти миллиардов против Стандартной Модели",

http://phys.web.ru/db/msg/1188931/

13