CERN’de 10 milyarda bir görülen bozunmaya ilk kanıt: B⁰ mezonu

CERN’deki LHCb deneyi, Standart Model’e göre yaklaşık 10 milyar bozunmada bir yaşanan nadir bir olaya ilk kez tek deneyle kanıt buldu: B⁰ mezonunun iki müona dönüşmesi. Sonucun istatistiksel gücü 3,2 sigma; parçacık fiziğinde “keşif” demek için 5 sigma gerekiyor, yani bu henüz kesin bir keşif değil.

B⁰ mezonu bir b kuarkı ile bir aşağı antikuarktan oluşuyor. Bozununca biri artı, biri eksi yüklü iki müon çıkıyor. Müonlar elektronun ağır akrabaları; zor olan, bu izleri çok daha sık görülen başka olayların arasından ayıklamak. Bu sinyalin peşine 1984’te CLEO deneyiyle düşülmüştü, o zamandan bu yana yalnızca bir üst sınır konabiliyordu.

Bunu da okuyun: Sihirli mantardaki psilosibin farelerde beyin bağlantılarını değiştirdi

Yükseltilen dedektör ve makine öğrenmesi

Ekip, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın 2024 ve 2025’te 13,6 TeV enerjide topladığı verilere baktı. Yeni veri tek başına 3 sigma veriyor, 2011–2018 verisi eklenince 3,2’ye çıkıyor. Yenilenen LHCb dedektörü eskisine göre beş kat daha yoğun çarpışmayı kaldırabiliyor, ilk seçme katmanı da tamamen yazılıma geçti. Arka plan gürültüsü karar ağaçlarına dayalı bir makine öğrenmesi algoritmasıyla elendi.

Aynı analizde daha sık görülen Bₛ⁰ mezonunun iki müona bozunması da ölçüldü; önceki dönemlerle birlikte olasılık milyarda 3,25 çıktı. Bu, tek bir deneyde yapılmış en hassas ölçüm.

Ölçümlerin hepsi Standart Model ile uyumlu, yani ortada yeni bir parçacık yok. Ama bu kadar nadir bozunmalar, doğrudan üretilemeyecek ağır parçacıkların izini dolaylı yoldan taşıyabildiği için fizikçilerin “yeni fizik” ihtimalini daralttığı yerlerden biri. Sıradaki hedef daha fazla veriyle 5 sigmaya ulaşmak; CERN, 2030’da devreye girmesi planlanan HiLumi LHC’nin bu aramayı hızlandıracağını söylüyor. CERN’in önceki ölçümüyle ilgili haberimiz: CERN’de atomdan 100 milyar kat küçük ölçekte ilk sinyaller.

Kaynak: Teknoblog, ShiftDelete.Net (CERN açıklaması)