CERN vindt na 40 jaar aanwijzingen voor extreem zeldzaam deeltjesverval

In dit artikel:

De internationale LHCb-samenwerking bij CERN heeft op 3 november overtuigende aanwijzingen gevonden voor het uiterst zeldzame verval van een B⁰-meson in twee muonen. Volgens het standaardmodel gebeurt dit bij ongeveer één op de tien miljard B⁰-mesonen. Zulke zeldzame processen zijn interessant omdat onbekende, zware deeltjes ze indirect kunnen beïnvloeden en zo aanwijzingen kunnen geven voor natuurkunde voorbij het standaardmodel.

De meting werd mogelijk door een ingrijpende upgrade van de LHCb-detector, waaronder de vernieuwde Vertex Locator. Die siliciumdetector staat op slechts vijf millimeter van de protonbundels en kan de geboorte en het verval van deeltjes zeer nauwkeurig bepalen. Dankzij de verbeteringen verwerkt LHCb tot vijf keer meer botsingsgegevens en kunnen machinelearningtechnieken het zeldzame signaal beter onderscheiden van achtergrondruis.

De resultaten hebben een statistische significantie van 3,2 sigma. Dat is een sterke aanwijzing, maar nog niet genoeg voor de officiële ontdekkingsdrempel van vijf sigma. Een eerdere aanwijzing uit 2015 werd later niet bevestigd; de nieuwe uitkomst van LHCb is voorlopig in overeenstemming met het standaardmodel. Meer gegevens in de komende jaren moeten het verval bevestigen en uitwijzen of er subtiele afwijkingen zijn. Een geplande upgrade in het midden van de jaren dertig kan de gegevensverzameling bovendien nog ongeveer tien keer versnellen.