Lors d'un séminaire tenu au CERN, la collaboration LHCb a présenté une nouvelle analyse de données correspondant à une transformation spécifique (désintégration) que peut connaître une particule appelée méson B0. L'analyse s'appuie sur deux fois plus de désintégrations de B0 que les analyses précédentes menées à LHCb, qui avaient révélé des tensions avec le Modèle standard de la physique des particules. La tension reste présente dans la nouvelle analyse, mais il faudra plus de données pour déterminer sa nature.

Le phénomène étudié est la désintégration d'un méson B0, constitué d'un quark b et d'un quark d, en un méson K* (constitué d'un quark s et d'un quark d) et une paire de muons. Cette désintégration est un processus rare : le Modèle standard prédit une seule désintégration de ce type par million de désintégrations de B0. Dans beaucoup de théories constituant des extensions du Modèle standard, de nouvelles particules inconnues peuvent également contribuer à la désintégration, ce qui entraînerait un changement dans la fréquence de cette désintégration. De plus, la distribution des angles des produits de désintégration B0 par rapport au B0 initial – c'est à dire des muons et du kaon et du pion issus de la désintégration du K* , peuvent également être affectés par la présence de nouvelles particules.

Lors d'études précédentes de cette désintégration, l'équipe LHCb a analysé des données issues de la première période d'exploitation du LHC, et a découvert un écart par rapport aux prédictions du Modèle standard dans un paramètre calculé à partir des distributions angulaires, le paramètre P5'. Dans la nouvelle étude, l'équipe LHCb a ajouté aux analyses les données issues de la deuxième période d'exploitation du LHC et constate encore un écart par rapport au Modèle Standard concernant le paramètre P5', ainsi que d'autres paramètres. Cependant, les résultats précédents, comme les nouveaux résultats, ont une signification statistique d'environ 3 écarts-types, alors que la norme pour un résultat en physique des particules est de 5 écarts-types. Il est donc trop tôt pour pouvoir dire si l'écart est significatif du point de vue statistique et, si c'est le cas, s'il résulte d'une nouvelle particule ou d'un effet expérimental ou théorique inconnu.

« C'est un moment très intéressant pour la physique des saveurs, explique Mat Charles, coordinateur de physique pour LHCb. Nous continuons à constater ici, comme dans d'autres analyses connexes, des tensions, modérées, avec le Modèle standard. Nous ne savons pas encore ce qui sortira de tout cela ; les éléments disponibles ne suffisent pas à établir une preuve. Cependant, nous attendons avec beaucoup d'intérêt la prochaine récolte de résultats utilisant la totalité des données de LHCb, soit environ deux fois plus d'événements. »

Pour en savoir plus, rendez-vous sur le page web de l'expérience LHCb (en anglais).