LHCb 실험

}^{++}가 있는데, 이는 두 개의 무거운 쿼크를 가진 최초의 알려진 중입자이다. 그리고 2020년의 완전히 맵시 쿼크로 이루어진 테트라쿼크 \mathrm{T}_{\rm cccc}가 있는데, 이는 두 개의 맵시 쿼크와 두 개의 맵시 반쿼크로 구성되어 있다. {| class="wikitable mw-collapsible" |+ class="nowrap"| LHCb에서 발견된 강입자.website=www.nikhef.nltitle=Observation of a strange pentaquark, a doubly charged tetraquark and its neutral partner 중입자와 중간자에 대한 '들뜬 상태'라는 용어는 동일한 쿼크 구성과 아이소스핀을 가진 더 낮은 질량 상태의 존재를 의미한다. ! !쿼크 구성1=약어는 쿼크 이름의 첫 글자이다 (위='u', 아래='d', 꼭대기='t', 바닥='b', 맵시='c', 기묘='s'). 반쿼크는 위에 줄이 있다. !입자 이름 !유형 !발견 연도 |- |1 |\rm bud |\Lambda_{\rm b}(5912)^0 |들뜬 중입자 |2012 |- |2 |\rm bud |\Lambda_{\rm b}(5920)^0 |들뜬 중입자 |2012 |- |3 |\rm c\bar{u} |\rm D_J(2580)^0 |들뜬 중간자 |2013 |- |4 |\rm c\bar{u} |\rm D_J(2740)^0 |들뜬 중간자 |2013 |- |5 |\rm c\bar{d} |\rm D_J^*(2760)^+ |들뜬 중간자 |2013 |- |6 |\rm c\bar{u} |\rm D_J(3000)^0 |들뜬 중간자 |2013 |- |7 |\rm c\bar{u} |\rm D_J^*(3000)^0 |들뜬 중간자 |2013 |- |8 |\rm c\bar{d} |\rm D_J^*(3000)^+ |들뜬 중간자 |2013 |- |9 |\rm c\bar{s} |\rm D_{s1}^*(2860)^+ |들뜬 중간자 |2014 |- |10 |\rm bsd |\Xi^{'-}_{\rm b} |들뜬 중입자 |2014 |- |11 |\rm bsd |\Xi^{*-}_{\rm b} |들뜬 중입자 |2014 |- |12 |\rm \bar{b}u |\rm B_J(5840)^+ |들뜬 중간자 |2015 |- |13 |\rm \bar{b}d |\rm B_J(5840)^0 |들뜬 중간자 |2015 |- |14 |\rm \bar{b}u |\rm B_J(5970)^+ |들뜬 중간자 |2015 |- |15 |\rm \bar{b}d |\rm B_J(5970)^+ |들뜬 중간자 |2015 |- |16이전에 알려지지 않은 쿼크의 조합 |\rm c\bar{c}uud |\rm P_c(4380)^+ |펜타쿼크 |2015 |- |17 |\rm c\bar{c}s\bar{s} |\rm X(4274) |테트라쿼크 |2016 |- |18 |\rm c\bar{c}s\bar{s} |\rm X(4500) |테트라쿼크 |2016 |- |19 |\rm c\bar{c}s\bar{s} |\rm X(4700) |테트라쿼크 |2016 |- |20 |\rm c\bar{u} |\rm D_3^*(2760)^0 |들뜬 중간자 |2016 |- |21 |\rm cud |\Lambda_{\rm c}(2860)^+ |들뜬 중입자 |2017 |- |22 |\rm css |\Omega_{\rm c}(3000)^0 |들뜬 중입자 |2017 |- |23 |\rm css |\Omega_{\rm c}(3050)^0 |들뜬 중입자 |2017 |- |24 |\rm css |\Omega_{\rm c}(3066)^0 |들뜬 중입자 |2017 |- |25 |\rm css |\Omega_{\rm c}(3090)^0 |들뜬 중입자 |2017 |- |26 |\rm css |\Omega_{\rm c}(3119)^0 |들뜬 중입자 |2017 |- |27이전에 알려지지 않은 쿼크의 조합; 두 개의 맵시 쿼크를 가진 최초의 중입자, 그리고 지금까지 LHC에서 발견된 유일한 약하게 붕괴하는 입자. |\rm ccu |\Xi_{\rm cc}^{++} |중입자 |2017 |- |28 |\rm bsd |\Xi_{\rm b}(6227)^- |들뜬 중입자 |2018 |- |29 |\rm buu |\Sigma_{\rm b}(6097)^+ |들뜬 중입자 |2018 |- |30 |\rm bdd |\Sigma_{\rm b}(6097)^- |들뜬 중입자 |2018 |- |31 |\rm c\bar{c} |\psi_3 (3842)website=pdglive.lbl.gov |들뜬 중간자 |2019 |- |32 |\rm c\bar{c}uud |\rm P_c(4312)^+ |펜타쿼크 |2019 |- |33 |\rm c\bar{c}uud |\rm P_c(4440)^+ |펜타쿼크 |2019 |- |34 |\rm c\bar{c}uud |\rm P_c(4457)^+ |펜타쿼크 |2019 |- |35 |\rm bud |\Lambda_{\rm b}(6146)^0 |들뜬 중입자 |2019 |- |36 |\rm bud |\Lambda_{\rm b}(6152)^0 |들뜬 중입자 |2019 |- |37 |\rm bss |\Omega_{\rm b}(6340)^- |들뜬 중입자 |2020 |- |38 |\rm bss |\Omega_{\rm b}(6350)^- |들뜬 중입자 |2020 |- |39CMS와 동시에; CMS는 발견을 주장할 충분한 데이터가 없었다. |\rm bud |\Lambda_{\rm b}(6070)^0 |들뜬 중입자 |2020 |- |40 |\rm csd |\Xi_{\rm c}(2923)^0 |들뜬 중입자 |2020 |- |41 |\rm csd |\Xi_{\rm c}(2939)^0 |들뜬 중입자 |2020 |- |42이전에 알려지지 않은 쿼크의 조합; 맵시 쿼크로만 구성된 최초의 테트라쿼크 |\rm cc\bar{c}\bar{c} |\rm T_{cccc} |테트라쿼크 |2020 |- |43이전에 알려지지 않은 쿼크의 조합; 모든 쿼크가 다른 최초의 테트라쿼크 |\rm \bar{c}d\bar{s}u |\rm X_0(2900) |테트라쿼크 |2020 |- |44 |\rm \bar{c}d\bar{s}u |\rm X_1(2900) |테트라쿼크 |2020 |- |45 |\rm bsu |\Xi_{\rm b}(6227)^0 |들뜬 중입자 |2020 |- |46 |\rm \bar{b}s |\rm B_s(6063)^0 |들뜬 중간자 |2020 |- |47 |\rm \bar{b}s |\rm B_s(6114)^0 |들뜬 중간자 |2020 |- |48 |\rm c\bar{s} |\rm D_{s0}(2590)^+ |들뜬 중간자 |2020 |- |49 |\rm c\bar{c}s\bar{s} |\rm X(4630) |테트라쿼크 |2021 |- |50 |\rm c\bar{c}s\bar{s} |\rm X(4685) |테트라쿼크 |2021 |- |51 |\rm c\bar{c}u\bar{s} |\rm Z_{cs}(4000)^+ |테트라쿼크 |2021 |- |52 |\rm c\bar{c}u\bar{s} |\rm Z_{cs}(4220)^+ |테트라쿼크 |2021 |} Notelist-lr
## CP 위반 및 혼합
B 중간자 붕괴에서 전하-패리티 (CP) 위반 연구는 LHCb 실험의 주요 설계 목표이다. 2021년 현재, LHCb 측정은 CKM 유니타리 행렬에 의해 기술된 그림을 놀라운 정밀도로 확인한다. 유니타리 행렬의 각도 \gamma \, \,(\alpha_3)는 이제 약 4°로 알려져 있으며, 간접적인 결정과 일치한다.editor-last=The LHCb Collaboration 2019년, LHCb는 맵시 중간자 붕괴에서 CP 위반을 발견했다고 발표했다.language=en-GB 이는 케이온이나 B 중간자 외의 입자 붕괴에서 CP 위반이 관찰된 첫 사례이다. 관찰된 CP 비대칭의 비율은 기존 이론적 예측의 상한에 있어 입자 이론가들 사이에서 표준 모형을 넘어선 물리학의 가능한 영향에 대한 관심을 불러일으켰다.issn=1029-8479 2020년, LHCb는 Bs 중간자 붕괴에서 시간 의존적 CP 위반을 발견했다고 발표했다.language=en Bs 중간자가 그 반입자로 진동하고 다시 돌아오는 진동 주파수는 2021년에 매우 정밀하게 측정되었다.
## 희귀 붕괴
희귀 붕괴는 표준 모형에서 심하게 억제되는 붕괴 모드로, 아직 알려지지 않은 물리학 메커니즘의 잠재적 효과에 민감하게 반응한다. 2014년, LHCb와 CMS 실험은 네이처에 공동 논문을 발표하며 매우 희귀한 붕괴 \mathrm{B}^0_{\rm s} \to \mu^+\mu^-의 발견을 알렸는데, 그 비율은 표준 모형 예측에 가까운 것으로 밝혀졌다.hdl-access=free 이 측정은 비율의 큰 증가를 예측했던 초대칭 이론의 가능한 매개변수 공간을 심하게 제한했다. 그 이후로 LHCb는 이 붕괴 모드에서 더 정밀한 측정을 담은 여러 논문을 발표했다. B 중간자의 여러 희귀 붕괴에서 이상 현상이 발견되었다. 가장 유명한 예는 붕괴 \mathrm{B}^0 \to \mathrm{K}^{*0} \mu^+\mu^-에서 발견된 소위 \mathrm{P}_5^' 각도 관측값인데, 데이터와 이론적 예측 간의 편차가 수년 동안 지속되었다.language=en 여러 희귀 붕괴의 붕괴율도 이론적 예측과 다르지만, 후자에는 상당한 불확실성이 있다.
## 렙톤 맛 보편성Lepton_flavour_universality_anchor
표준 모형에서, 전하를 띤 렙톤(전자, 뮤온, 타우 렙톤)과 게이지 보존 사이의 결합은 렙톤 질량에서 발생하는 작은 차이만을 제외하고 동일할 것으로 예상된다. 이 가설은 "렙톤 맛 보편성"이라고 불린다. 결과적으로, b 강입자의 붕괴에서 전자와 뮤온은 비슷한 비율로 생성되어야 하며, 렙톤 질량으로 인한 작은 차이는 정확하게 계산할 수 있다. LHCb는 \mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mu^+ \mu^- 붕괴율을 \mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mathrm{e}^+ \mathrm{e}^- 붕괴율과 비교하여 이러한 예측에서 벗어나는 현상을 발견했다.language=en 그리고 유사한 과정에서도 발견되었다.language=enlanguage=en-GB 그러나 해당 붕괴가 매우 드물기 때문에, 최종 결론을 내리기 위해서는 더 많은 데이터셋을 분석해야 한다. 2021년 3월, LHCb는 렙톤 보편성의 이상 현상이 "3 표준 편차" 통계적 유의성 임계값을 넘어섰다고 발표했는데, 이는 0.1%의 유의 확률로 해석된다.language=en 기호 \mathcal{B}가 주어진 붕괴가 발생할 확률을 나타내는 R_{\rm K} = \frac{\mathcal{B}(\mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mu^+\mu^-)}{\mathcal{B}(\mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mathrm{e}^+\mathrm{e}^-)}의 측정값은 0.846^{+0.044}_{-0.041}로 밝혀졌으며, 반면 표준 모형은 1에 매우 가깝다고 예측한다.issn=1745-2473 2022년 12월, 개선된 측정은 이러한 이상 현상을 기각했다.s2cid=254854814s2cid=254853936language=en-US 2023년 8월, LHCb와 Belle II가 렙톤 붕괴 b\rightarrow s\ell^+\ell^- (여기서 \ell=e,\mu) 및 준렙톤 붕괴 b\rightarrow s\ell\nu에서 공동으로 수행한 탐색은 보편성 위반에 대한 새로운 한계를 설정했다.s2cid=256080428s2cid=256080428
## 기타 측정
LHCb는 양자색역학, 전기약력 물리학 연구에 기여했으며, 천체입자 물리학을 위한 단면적 측정값을 제공했다.doi-access=free