Une nouvelle mesure de l'universalité entre leptons testée à LHCb grâce au Λb

LHCb présente à la conférence Lepton Photon 2021 un nouveau test d'universalité du lepton, l'un des principes de base du Modèle Standard de la physique des particules. Ce principe stipule que le Modèle Standard traite les trois leptons chargés (électrons, muons et taus) de manière identique, à l'exception des différences dues à leurs masses. La nouvelle mesure constitue la première observation de la désintégration semileptonique du baryon   et la compare à la désintégration correspondante dans laquelle le tau est remplacé par le muon, en utilisant le rapport des probabilités de désintégrations R(Λc+).

L'étude de la désintégration est particulièrement difficile. Le baryon Λb0 se désintègre à une distance d'environ un centimètre du point de collision proton-proton. La désintégration du lepton tau produit trois pions avec un neutrino. Cette désintégration en 3 pions, exploitée jusqu'à présent uniquement par LHCb, présente deux avantages : la mesure précise du point de désintégration du lepton qui permet de rejeter de façon importante le bruit de fond, et l'exploitation de la dynamique du système à 3 pions qui permet de distinguer les désintégrations des taus de celles provenant de mésons charmés. Cette technique a été mise au point par l'équipe LHCb d'IJCLab qui a effectué des recherches en 2017 dans la mesure similaire de R(D*). La signification statistique du signal est très importante (environ six écarts type), de sorte que cette étude constitue la première observation de cette réaction. La valeur de R(Λc+) observée est en bon accord mais un peu plus basse que la prédiction du Modèle Standard. Certains modèles de nouvelle physique, compatibles avec des désintégrations similaires déjà observées et étudiées par les rapports R(D*) et R(J/ψ), prédisent des valeurs de R(Λc+) très différentes du Modèle Standard. La mesure de LHCb déclenchera certainement des discussions au sein de la communauté de la physique théorique.

Voir l'article.

 

12/01/2022 16:11