LHCb合作组2026年11月3日在欧洲核子研究中心研讨会上宣布，单个实验首次获得美夸克粒子衰变为一对μ子的证据，即Bd衰变为μ+μ−。根据标准模型，这一过程极为罕见，每100亿个美夸克粒子中仅发生一次。
这还不是最终发现。2024年和2025年在探测器升级后采集的数据显示信号为3.0个标准差；与2011年至2018年的数据合并后，显著性升至3.2个标准差，高于3个标准差的证据门槛，但低于粒子物理学发现所需的5个标准差。剑桥大学还指出，这项工作尚未经过同行评审。
这项搜寻已持续40多年：始于20世纪80年代初康奈尔大学的CLEO实验，2015年LHCb与CMS的联合结论后来在使用截至2018年数据的分析中未获证实。已观测到的Bs衰变为μ+μ−约每10亿次衰变发生3次，而Bd衰变还要罕见约30倍。
这一进展得益于2024年的升级，数据采集速度比2010年至2018年提高了5倍，以及机器学习技术帮助从巨大的本底中分离信号。LHCb实验每秒记录数亿次质子碰撞，数据流量为每秒4太字节。
在同一分析中，研究团队获得了迄今最精确的Bs衰变为μ+μ−测量结果，包括1.60 ± 0.16 ± 0.01皮秒的有效寿命，与标准模型预测一致。因此，该结果限制了可能的新粒子，而不是表明偏离模型：如此罕见的衰变对太重而无法在大型强子对撞机直接产生的新粒子也很敏感。
下一步是以5个标准差确认该衰变。欧洲核子研究中心提到，高亮度大型强子对撞机将于2030年启动，LHCb计划在下个十年中期再次升级，数据采集率有望再提高一个数量级。
图片来源：LHCb实验视图（图片：CERN）。
Fontes
- CERN: LHCb finds evidence of one-in-ten-billion particle decay
- INFN: LHCb finds evidence of one-in-ten-billion particle decay
- University of Cambridge: Physicists knock at the door of the zeptoverse
- LHCb outreach: Evidence for the decay B0→μ+μ−
透明度说明：本文在人工智能辅助下，基于公开和官方来源撰写，事实已对照上文所列原始来源核实。完整技术细节请查阅原始来源。
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