Ogled vira Eksperiment LHCb


{{Koord|46|14|28|N|06|05|49|E|type:landmark|display=title}}{{LHC}}'''Eksperiment LHCb''' ( '''Large Hadron Collider beauty''' - Veliki hadronski trkalnik lepota) je eden izmed osmih poskusov  na področju fizike delcev, ki zbira podatke na [[Veliki hadronski trkalnik|Velikem hadronskem trkalniku]] v [[Evropska organizacija za jedrske raziskave|CERN-u]] . <ref>{{Navedi časopis|last=Belyaev|first=I.|last2=Carboni|first2=G.|last3=Harnew|first3=N.|last4=Teubert|first4=C. Matteuzzi F.|date=2021-01-13|title=The history of LHCB|journal=The European Physical Journal H|volume=46|arxiv=2101.05331|doi=10.1140/epjh/s13129-021-00002-z}}</ref> LHCb je specializiran [[Kvark b|eksperiment b-fizike]], namenjen predvsem merjenju parametrov za [[Kršitev simetrije CP|kršitev CP]] v interakcijah b-[[Hadron|hadronov]] (težkih delcev, ki vsebujejo [[Kvark b|kvark dno]]). Te vrste študije lahko pomagajo razložiti asimetrijo materije-antimaterije vesolja. Detektor je zmožen tudi opravljati meritve proizvodnih presekov, spektroskopijo [[Eksotični hadron|eksotičnih hadronov]], meritve na področju [[Kvark c|čara]] [[Elektrošibka interakcija|in elektrošibke sile]] v sprednjem območju. Sodelovanje v projektu LHCb, v katerem so razvili detektor in v katerem beležijo, vrednotijo in  analizirajo dogodke v poskusu, zaposluje 1260 ljudi z 74 znanstvenih inštitutov iz 16 držav. <ref>{{Navedi splet|url=https://lhcb.web.cern.ch/lhcb/lhcb_page/collaboration/organization/default.html|title=LHCb Organization}}</ref> Chris Parkes <ref>{{Navedi splet|url=https://home.cern/news/news/experiments/new-spokesperson-lhcb-collaboration|title=New spokesperson for the LHCb collaboration|publisher=CERN|last=Ana Lopes|language=en|date=2020-06-30|accessdate=2020-07-03}}</ref> je 1. julija 2020  kot predstavnik za tisk nasledil Giovannija Passalevo (tiskovni predstavnik 2017-2020). <ref>{{Navedi splet|url=https://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/en/Collaboration/GiovanniPassaleva.html|title=Giovanni Passaleva|publisher=LHCb, CERN|language=en|accessdate=2020-07-03}}</ref> Poskus se nahaja na točki 8 v predoru LHC blizu [[Ferney-Voltaire]] v [[Francija|Franciji,]] tik čez mejo od [[Ženeva|Ženeve]]. Isto kaverno deli z njim (mali) poskus MoEDAL.

== Fizikalni cilji ==
Poskus ima širok program na področju fizike osnovnih delcev, zajema številne pomembne vidike močnega okusa (tako [[Dno (fizika)|lepote]] kot čara),elektrošibke in kvantne kromodinamične (QCD) fizike. Odločili so se za  šest ključnih meritev, v katerih igrajo glavno vlogo  mezoni B. Opis meritev je najti v road-map dokumentu, <ref>
{{Navedi arXiv|last=B. Adeva et al (LHCb collaboration)|year=2009|title=Roadmap for selected key measurements of LHCb|eprint=0912.4179|class=hep-ex}}</ref> osrednjem fizikalnem programu za prvi  LHC visokih energij v letih 2010–2012. Gre za:

* Merjenje razvejitvenega razmerja za redki razpad B<sub>s</sub> → μ <sup>+</sup> μ <sup>-</sup> .
* Merjenje asimetrije mionskega para naprej in nazaj v razpadu B <sub>d</sub> → K <sup>*</sup> μ <sup>+</sup> μ <sup>-</sup> . Tak nevtralen pretok, ki spreminja okus,  v [[Standardni model|Standardnem modelu]] fizike delcev  na nivoju dreves ni možen in se pojavi samo v Feynmanovih diagramih  z okvirji in zankami; na lastnosti razpada lahko nova fizika občutno vpliva.
* Merjenje faze razpada <sub>bs</sub> → J / ψ φ, ki [[Kršitev simetrije CP|krši CP]] zaradi interference med razpadi z oscilacijami B<sub>s</sub> in brez njih Ta faza je po [[Standardni model|standardnem modelu]], ena od CP opazljivk z najmanjšo teoretično negotovostjo, tako da jo nova fizika lahko znatno spremeni.
* Merjenje lastnosti sevalnih B razpadov, tj razpadov B-mezonov s fotoni kot končnimi stanji. Natančneje, gre spet za razpade z nevtralnim pretokom, ki spreminjajo okus.
* Merjenje kota unitarnega trikotnika γ na drevesni ravni.
* Dvo-telesni nabiti B-razpadi brez čara.

== Detektor LHCb ==
Dejstvo, da se dva b-hadrona rojevata pretežno  v istem prednjem stožcu, je osrednjega pomena za zasnovo detektorja LHCb. Detektor LHCb je enoročni spektrometer v smeri naprej s pokritostjo polarnega kota  od 10 do 300 miliradianov (mrad) v vodoravni in 250 mrad v navpični ravnini. Za asimetrijo med vodoravno in navpično ravnino je odločilen velik dipolni magnet z glavno komponento polja v navpični smeri.
[[Slika:Lhcb-logo-new.svg|sličica|220x220_pik| Logotip sodelovanja LHCb]]
[[File:Lhcbview.jpg|700x700_pik|LHCb detektor vzdolž upogibne ravnine]]

=== Podsistemi ===
Lokator verteksov (VELO) obdaja področje, kjer prihaja do interakcije med protoni. <ref>[http://lhcb-vd.web.cern.ch/lhcb-vd/default.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160303221602/http://lhcb-vd.web.cern.ch/lhcb-vd/default.htm|date=2016-03-03}}, The LHCb VELO (from the VELO group)</ref> <ref>[http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/en/Detector/VELO-en.html], VELO Public Pages</ref> Njegova naloga je meriti poti delcev blizu točke interakcije, kar omogoča natančno razločiti med primarnimi in sekundarnimi verteksi.
{{Gallery
  |title=VELO
  |align=center
  |File:VELO.jpg|Lokator verteksov (VELO) med izgradnjo
  |File:VELO-IMG 5809-gradient.jpg|En od elementov sistema VELO
}}
Detektor deluje na razdalji {{Convert|7|mm}} od osi žarka LHC. To pomeni ogromen pretok delcev; VELO je zasnovan tako, da vzdrži integrirane tokove več kot 10 <sup>14</sup>&nbsp;p / cm <sup>2</sup> na leto za dobo kakih treh let. Detektor deluje v [[Vakuum|vakuumu]] in se hladi na približno {{Convert|-25|C|F}} z uporabo dvofaznega sistema na osnovi  [[Ogljikov dioksid|CO<sub>2.</sub>]] Podatke detektorja VELO ojačuje in odčitava Beetle ASIC .
 
Detektor RICH-1 (detektorski slikovni prstan Čerenkov ) je neposredno za detektorjem vertex. Njegov namen je identificirati sledi delcev z nizko gibalno količino.

Glavni sledilni  sistem za sledenje je pred in za dipolnim magnetom. Uporablja se za rekonstrukcijo poti [[Električni naboj|nabitih]] delcev in za merjenje njihovih gibalnih količin. Sledilnik sestavljajo trije poddetektorji:

* Sledilnik Turicensis, detektor v obliki silicijevega traku, pred dipolnim magnetom LHCb
* Zunanji sledilnik. Detektor na osnovi slamic,  nahaja se za dipolnim magnetom in pokriva zunanji del sprejetja detektorja
* Notranji sledilnik,  detektor v obliki silicijevega traku za dipolnim magnetom, ki pokriva notranji del sprejetja detektorja

Za sledilnim sistemom je na vrsti RICH-2. Omogoča identificirati, za katero vrsto delcev gre pri sledeh z visoko gibalno količino.

[[Elektrika in magnetizem|Elektromagnetni]] in [[Hadron|hadronski]] kalorimetri merijo [[Energija|energije]] [[Elektron|elektronov]], [[Foton|fotonov]] in [[Hadron|hadronov]]. Te meritve se uporabljajo na sprožilni ravni za razpoznavanje delcev z veliko prečno gibalno količino (t.i. delce z visokim Pt).

Mionski sistem se uporablja za razpoznavanje in sprožanje, kadar gre pri dogodkih za  [[Mion|mione]].

=== Nadgradnja LHCb (2019–2021) ===
Konec leta 2018 so LHC ustavili zaradi nadgradnje, ponovni zagon pa je za zdaj predviden v začetku leta 2022. V detektorju LHCb je treba posodobiti ali zamenjati skoraj vse poddetektorje. <ref>{{Navedi splet|title=Transforming LHCb: What's in store for the next two years?|url=https://home.cern/news/news/experiments/transforming-lhcb-whats-store-next-two-years|accessdate=2021-03-21|website=CERN|language=en}}</ref> Posodobljeni bodo tudi RICH detektorji, pa tudi celotna detektorska elektronika. Najpomembnejša sprememba pa je vsekakor prehod na popolnoma programsko sprožanje eksperimenta, kar pomeni, da bodo vsako posneto trčenje analizirali komplicirani in dovršeni programi brez vmesnega koraka, to je brez filtriranja v strojni opremi (ki je v preteklosti bilo ozko grlo). <ref>{{Navedi splet|title=Allen initiative – supported by CERN openlab – key to LHCb trigger upgrade|url=https://home.cern/news/news/computing/allen-initiative-supported-cern-openlab-key-lhcb-trigger-upgrade|accessdate=2021-03-21|website=CERN|language=en}}</ref>

== Rezultati ==
Med tekom trkov p-p  leta 2011 je LHCb zabeležil integrirano svetilnost 1 fb <sup>−1</sup> pri energiji trka 7 TeV. Leta 2012 je svetilnost narasla na približno 2 fb <sup>−1</sup> pri energiji 8 TeV. <ref>{{Navedi splet|url=https://lhcb.web.cern.ch/lhcb/speakersbureau/html/Schematics/Luminosities_Run1.gif|title=Luminosities Run1|accessdate=14 Dec 2017}}, 2012 LHC Luminosity Plots</ref> V letih 2015-2018 (2. tek LHC) so zajeli približno 6 fb <sup>−1</sup> pri energiji središča mase 13 TeV. Poleg tega so zajeli manjše količine podatkov v trkih proton-svinec in svinec-svinec. Zasnova LHCb je prav tako omogočala preučevati trke delcev s plinom (helijem ali neonom), vbrizganim v notranjost VELO, kar je te eksperimente naredilo podobne trkom s fiksno tarčo (ta konfiguracija poskusa se običajno imenuje "SMOG"). <ref>{{Navedi splet|date=2020-05-08|title=New SMOG on the horizon|url=https://cerncourier.com/a/new-smog-on-the-horizon/|accessdate=2021-03-21|website=CERN Courier|language=en-GB}}</ref> Ti rezultati omogočajo program natančnih preskusov standardnega modela povezati s številnimi dodatnimi meritvami. Od leta 2021 je LHCb objavil več kot 500 znanstvenih člankov. <ref>{{Navedi splet|title=LHCb - Large Hadron Collider beauty experiment|url=http://lhcb-public.web.cern.ch/|accessdate=2021-03-21|website=lhcb-public.web.cern.ch|language=en}}</ref>

=== Hadronska spektroskopija ===
LHCb je zasnovan za preučevanje [[Hadron|hadronov]] b in c (beauty - lepota ali dno, in c - čar). Poleg natančnih študij znanih delcev, kot je skrivnostni X (3872), so s poskusom odkrili številne nove hadrone. Od leta 2021 so vsi štirje poskusi LHC odkrili približno 60 novih hadronov, od tega jih je veliko večino našel LHCb. <ref>{{Navedi splet|title=59 new hadrons and counting|url=https://home.cern/news/news/physics/59-new-hadrons-and-counting|accessdate=2021-03-21|website=CERN|language=en}}</ref> V letu 2015 je  analiza razpada [[Barion Λ|barionov dno lambda]] (Λ{{su|p=0|b=b}}) na LHCb dokazala nedvomen obstoj [[Pentakvark|pentakvarkov]] <ref name="LHCb-public">
{{Navedi splet|date=14 July 2015|title=Observation of particles composed of five quarks, pentaquark-charmonium states, seen in Λ{{su|p=0|b=b}}→J/ψpK<sup>−</sup> decays|url=http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/Welcome.html#Penta|accessdate=2015-07-14|publisher=[[CERN]]/LHCb}}</ref> <ref name="pentaquarkPRL">
{{Navedi časopis|last=R. Aaij et al. (LHCb collaboration)|year=2015|title=Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ{{su|p=0|b=b}}→J/ψK<sup>−</sup>p decays|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=115|issue=7|pages=072001|arxiv=1507.03414|bibcode=2015PhRvL.115g2001A|doi=10.1103/PhysRevLett.115.072001|pmid=26317714}}</ref>, do odkritja je menda prišlo čisto "naključno".<ref name="NewScientist2015">
{{Navedi splet|last=G. Amit|date=14 July 2015|title=Pentaquark discovery at LHC shows long-sought new form of matter|url=https://www.newscientist.com/article/dn27892-pentaquark-discovery-at-lhc-shows-long-sought-new-form-of-matter/|accessdate=2015-07-14|website=[[New Scientist]]}}</ref> Druga pomembna odkritja so "dvojno očarani" barion <math>\Xi_{\rm cc}^{++}</math> leta 2017, prvi znani [[barion]] z dvema težkima kvarkoma; in popolnoma "očarani"  tetrakvark <math>\mathrm{T}_{\rm cccc}</math> leta 2020, sestavljen iz dveh čar kvarkov in dveh čar antikvarkov.
   
{| class="wikitable mw-collapsible"
|+ class="nowrap"| Hadroni, odkriti na LHCb.<ref>{{navedi splet|title=Na LHC odkriti novi delci|url=https://www.nikhef.nl/~pkoppenb/particles.html|access-date=2021-03-21|website=www.nikhef.nl}}</ref> Izraz 'vzbujeni' za barione in mezone pomeni obstoj stanja z nižjo maso, isto sestavo in istim izo spinom.
!
!Sestava delca{{efn-lr|1=Okrajšave so prva črka angleškega imena za kvark ([[up quark|gor]]='u', [[down quark|dol]]='d', [[top quark|vrh]]='t', [[bottom quark|dno]]='b', [[charmed quark|čar]]='c', [[strange quark|čuden]]='s'). [[protikvark]]i imajo nadčrto.}}
! scope="col" style="width: 50px;" |Ime delca
! scope="col" style="width: 150px;" |Vrsta
! Odkrit leta
|-
|1
|<math>\rm bud</math>
|<math>\Lambda_{\rm b}(5912)^0</math>
|vzbujen barion
|2012
|-
|2
|<math>\rm bud</math>
|<math>\Lambda_{\rm b}(5920)^0</math>
|vzbujen barion
|2012
|-
|3
|<math>\rm c\bar{u}</math>
|<math>\rm D_J(2580)^0</math>
|vzbujen mezon
|2013
|-
|4
|<math>\rm c\bar{u}</math>
|<math>\rm D_J(2740)^0</math>
|vzbujen mezon
|2013
|-
|5
|<math>\rm c\bar{d}</math>
|<math>\rm D_J^*(2760)^+</math>
|vzbujen mezon
|2013
|-
|6
|<math>\rm c\bar{u}</math>
|<math>\rm D_J(3000)^0</math>
|vzbujen mezon
|2013
|-
|7
|<math>\rm c\bar{u}</math>
|<math>\rm D_J^*(3000)^0</math>
|vzbujen mezon
|2013
|-
|8
|<math>\rm c\bar{d}</math>
|<math>\rm D_J^*(3000)^+</math>
|vzbujen mezon
|2013
|-
|9
|<math>\rm c\bar{s}</math>
|<math>\rm D_{s1}^*(2860)^+</math>
|vzbujen mezon
|2014
|-
|10
|<math>\rm bsd</math>
|<math>\Xi^{'-}_{\rm b}</math>
|vzbujen barion
|2014
|-
|11
|<math>\rm bsd</math>
|<math>\Xi^{*-}_{\rm b}</math>
|vzbujen barion
|2014
|-
|12
|<math>\rm \bar{b}u</math>
|<math>\rm B_J(5840)^+</math>
|vzbujen mezon
|2015
|-
|13
|<math>\rm \bar{b}d</math>
|<math>\rm B_J(5840)^0</math>
|vzbujen mezon
|2015
|-
|14
|<math>\rm \bar{b}u</math>
|<math>\rm B_J(5970)^+</math>
|vzbujen mezon
|2015
|-
|15
|<math>\rm \bar{b}d</math>
|<math>\rm B_J(5970)^+</math>
|vzbujen mezon
|2015
|-
|16{{efn-lr|Dotedaj še neodkrita kombinacija kvarkov}}
|<math>\rm c\bar{c}uud</math>
|<math>\rm P_c(4380)^+</math>
|pentakvark
|2015
|-
|17
|<math>\rm c\bar{c}s\bar{s}</math>
|<math>\rm X(4274)</math>
|tetrakvark
|2016
|-
|18
|<math>\rm c\bar{c}s\bar{s}</math>
|<math>\rm X(4500)</math>
|tetrakvark
|2016
|-
|19
|<math>\rm c\bar{c}s\bar{s}</math>
|<math>\rm X(4700)</math>
|tetrakvark
|2016
|-
|20
|<math>\rm c\bar{u}</math>
|<math>\rm D_3^*(2760)^0</math>
|vzbujen mezon
|2016
|-
|21
|<math>\rm cud</math>
|<math>\Lambda_{\rm c}(2860)^+</math>
|vzbujen barion
|2017
|-
|22
|<math>\rm css</math>
|<math>\Omega_{\rm c}(3000)^0</math>
|vzbujen barion
|2017
|-
|23
|<math>\rm css</math>
|<math>\Omega_{\rm c}(3050)^0</math>
|vzbujen barion
|2017
|-
|24
|<math>\rm css</math>
|<math>\Omega_{\rm c}(3066)^0</math>
|vzbujen barion
|2017
|-
|25
|<math>\rm css</math>
|<math>\Omega_{\rm c}(3090)^0</math>
|vzbujen barion
|2017
|-
|26
|<math>\rm css</math>
|<math>\Omega_{\rm c}(3119)^0</math>
|vzbujen barion
|2017
|-
|27{{efn-lr|Dotlej še neodkrita kombinacija kvarkov, prvi barion z dvema čar kvarkoma, edini na LHC doslej odkriti delec, ki razpada šibko}}
|<math>\rm ccu</math>
|<math>\Xi_{\rm cc}^{++}</math>
|barion
|2017
|-
|28
|<math>\rm bsd</math>
|<math>\Xi_{\rm b}(6227)^-</math>
|vzbujen barion
|2018
|-
|29
|<math>\rm buu</math>
|<math>\Sigma_{\rm b}(6097)^+</math>
|vzbujen barion
|2018
|-
|30
|<math>\rm bdd</math>
|<math>\Sigma_{\rm b}(6097)^-</math>
|vzbujen barion
|2018
|-
|31
|<math>\rm c\bar{c}</math>
|<math>\psi_3 (3842)</math><ref>{{navedi splet|title=pdgLive|url=https://pdglive.lbl.gov/Particle.action?init=0&node=M241&home=MXXX025|access-date=2021-03-21|website=pdglive.lbl.gov}}</ref>
|vzbujen mezon
|2019
|-
|32
|<math>\rm c\bar{c}uud</math>
|<math>\rm P_c(4312)^+</math>
|pentakvark
|2019
|-
|33
|<math>\rm c\bar{c}uud</math>
|<math>\rm P_c(4440)^+</math>
|pentakvark
|2019
|-
|34
|<math>\rm c\bar{c}uud</math>
|<math>\rm P_c(4457)^+</math>
|pentakvark
|2019
|-
|35
|<math>\rm bud</math>
|<math>\Lambda_{\rm b}(6146)^0</math>
|vzbujen barion
|2019
|-
|36
|<math>\rm bud</math>
|<math>\Lambda_{\rm b}(6152)^0</math>
|vzbujen barion
|2019
|-
|37
|<math>\rm bss</math>
|<math>\Omega_{\rm b}(6340)^-</math>
|vzbujen barion
|2020
|-
|38
|<math>\rm bss</math>
|<math>\Omega_{\rm b}(6350)^-</math>
|vzbujen barion
|2020
|-
|39|27{{efn-lr|Vzporedno odkritje v CMS, kjer še ni bilo dovolj podatkov za objavo}}
|<math>\rm bud</math>
|<math>\Lambda_{\rm b}(6070)^0</math>
|vzbujen barion
|2020
|-
|40
|<math>\rm csd</math>
|<math>\Xi_{\rm c}(2923)^0</math>
|vzbujen barion
|2020
|-
|41
|<math>\rm csd</math>
|<math>\Xi_{\rm c}(2939)^0</math>
|vzbujen barion
|2020
|-
|42{{efn-lr|Dotedaj še neodkrita kombinacija kvarkov, prvi tetrakvark izključno samo iz čar kvarkov}}
|<math>\rm cc\bar{c}\bar{c}</math>
|<math>\rm T_{cccc}</math>
|tetrakvark
|2020
|-
|43{{efn-lr|Dotedaj še neodkrita kombinacija kvarkov, prvi tetrakvark iz štirih različnih kvarkov}}
|<math>\rm \bar{c}d\bar{s}u</math>
|<math>\rm X_0(2900)</math>
|tetrakvark
|2020
|-
|44
|<math>\rm \bar{c}d\bar{s}u</math>
|<math>\rm X_1(2900)</math>
|tetrakvark
|2020
|-
|45
|<math>\rm bsu</math>
|<math>\Xi_{\rm b}(6227)^0</math>
|vzbujen barion
|2020
|-
|46
|<math>\rm \bar{b}s</math>
|<math>\rm B_s(6063)^0</math>
|vzbujen mezon
|2020
|-
|47
|<math>\rm \bar{b}s</math>
|<math>\rm B_s(6114)^0</math>
|vzbujen mezon
|2020
|-
|48
|<math>\rm c\bar{s}</math>
|<math>\rm D_{s0}(2590)^+</math>
|tetrakvark
|2020
|-
|49
|<math>\rm c\bar{c}s\bar{s}</math>
|<math>\rm X(4630)</math>
|tetrakvark
|2021
|-
|50
|<math>\rm c\bar{c}s\bar{s}</math>
|<math>\rm X(4685)</math>
|tetrakvark
|2021
|-
|51
|<math>\rm c\bar{c}u\bar{s}</math>
|<math>\rm Z_{cs}(4000)^+</math>
|tetrakvark
|2021
|-
|52
|<math>\rm c\bar{c}u\bar{s}</math>
|<math>\rm Z_{cs}(4220)^+</math>
|tetrakvark
|2021
|}
{{notelist-lr}}

=== Kršitev CP in mešanje ===
Študije [[Kršitev simetrije CP|kršitve simetrije naboj-parnost (CP)]] v razpadih B-mezonov so osrednji cilj preskusa LHCb. Od leta 2021 meritve LHCb z izjemno natančnostjo potrjujejo sliko, ki jo opisuje trikotnik enotnosti CKM. Kot <math>\gamma \, \,(\alpha_3)</math> trikotnika enotnosti je zdaj znan na približno 4 ° in se sklada s posrednimi določitvami. <ref>{{Navedi knjigo|url=https://cds.cern.ch/record/2743058|title=Updated LHCb combination of the CKM angle &gamma;|date=2020|editor-last=The LHCb Collaboration}}</ref>

Leta 2019 je LHCb sporočil, da je pri razpadih čarnih mezonov odkril kršitve CP. <ref>{{Navedi splet|date=2019-05-07|title=LHCb observes CP violation in charm decays|url=https://cerncourier.com/a/lhcb-observes-cp-violation-in-charm-decays/|accessdate=2021-03-21|website=CERN Courier|language=en-GB}}</ref> To je prvič, da je kršitev CP bilo opaziti pri razpadih delcev, ki niso kaoni ali B-mezoni. Stopnja opazovane asimetrije CP je na zgornjem robu obstoječih teoretičnih napovedi, kar je sprožilo kar nekaj zanimanja med teoretiki delcev glede možnosti za fiziko onkraj Standardnega modela. <ref>{{Navedi časopis|last=Dery|first=Avital|last2=Nir|first2=Yosef|date=December 2019|title=Implications of the LHCb discovery of CP violation in charm decays|url=http://link.springer.com/10.1007/JHEP12(2019)104|journal=Journal of High Energy Physics|language=en|volume=2019|issue=12|pages=104|arxiv=1909.11242|bibcode=2019JHEP...12..104D|doi=10.1007/JHEP12(2019)104|issn=1029-8479}}</ref>

V letu 2020 je LHCb  objavil odkritje časovno odvisne kršitve CP pri razpadih mezonov B<sub>s.</sub> <ref>{{Navedi splet|title=LHCb sees new form of matter–antimatter asymmetry in strange beauty particles|url=https://home.cern/news/news/physics/lhcb-sees-new-form-matter-antimatter-asymmetry-strange-beauty-particles|accessdate=2021-03-21|website=CERN|language=en}}</ref> Frekvenco oscilacije mezonov B<sub>s</sub>  v antidelec in nazaj so izmerili z veliko  z veliko natančnostjo leta 2021.

=== Redki razpadi ===
Redki razpadi so načini razpada, ki so v Standardnem modelu močno zatrti, tako da so občutljivi za možne vplive še neznanih fizikalnih mehanizmov.

Leta 2014 sta poskusa LHCb in CMS objavila skupni članek v [[Nature|Nature, v]] katerem sta poročala o odkritju zelo redkega razpada <math>\mathrm{B}^0_{\rm s} \to \mu^+\mu^-</math>, za katerega pogostnost so ugotovili, da je blizu napovedi Standardnega modela. <ref>{{Navedi časopis|last=Khachatryan|first=V.|last2=Sirunyan|first2=A.M.|last3=Tumasyan|first3=A.|last4=Adam|first4=W.|last5=Bergauer|first5=T.|last6=Dragicevic|first6=M.|last7=Erö|first7=J.|last8=Friedl|first8=M.|last9=Frühwirth|first9=R.|last10=Ghete|first10=V.M.|last11=Hartl|first11=C.|date=June 2015|title=Observation of the rare B s 0 → µ + µ − decay from the combined analysis of CMS and LHCb data|url=https://www.nature.com/articles/nature14474|journal=Nature|language=en|volume=522|issue=7554|pages=68–72|doi=10.1038/nature14474|issn=1476-4687|pmid=26047778|doi-access=free}}</ref> Ta meritev je močno omejila možni prostor parametrov za supersimetrične teorije, ki  za ta razpad pričakujejo občutno zvišano verjetnost. Od takrat je LHCb objavil več člankov z natančnejšimi meritvami tega razpada.

V več redkih razpadih mezonov B so ugotovili anomalije. Najbolj znan primer v t.i. <math>\mathrm{P}_5^'</math> kotni opazljivki v razpadu  <math>\mathrm{B}^0 \to \mathrm{K}^{*0} \mu^+\mu^-</math>, kjer odstopanje med meritvami in teoretično napovedjo vztraja že leta dolgo. <ref>{{Navedi splet|title=New LHCb analysis still sees previous intriguing results|url=https://home.cern/news/news/physics/new-lhcb-analysis-still-sees-previous-intriguing-results|accessdate=2021-03-21|website=CERN|language=en}}</ref> Izmerjene verjetnosti za več redkih razpadov se ravno tako razlikujejo od teoretičnih napovedi, čeprav imajo slednje precejšnje negotovosti.

=== Univerzalnost leptonskega okusa ===
V standardnem modelu naj bi bile sklopke nabitih [[Lepton|leptonov]] (elektron, muon in tau lepton) na merilne bozone enake, edina razlika pa bi izhajala iz leptonskih mas. Ta postulat se imenuje "univerzalnost leptonskega okusa". Posledično bi morali pri razpadih b hadronov elektroni in mioni nastajati s podobno pogostnostjo, majhna razlika zaradi leptonskih mas pa je natančno izračunana.

LHCb je primerjal razpade <math>\mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mu^+ \mu^-</math> in <math>\mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mathrm{e}^+ \mathrm{e}^-</math>, <ref>{{Navedi splet|title=How universal is (lepton) universality?|url=https://home.cern/news/news/accelerators/how-universal-lepton-universality|accessdate=2021-03-21|website=CERN|language=en}}</ref> in podobne procese, in odkril, da odstopajo od teh napovedi. <ref>{{Navedi splet|title=LHCb explores the beauty of lepton universality|url=https://home.cern/news/news/physics/lhcb-explores-beauty-lepton-universality|accessdate=2021-03-21|website=CERN|language=en}}</ref> Ti razpadi pa so zelo redki, tako da je za dokončne zaključke potreben večji nabor podatkov.

Marca 2021 je LHCb objavil, da je anomalija v univerzalnosti leptonov presegla prag statistične značilnosti [[Standardni odklon|"3 sigma]] ", kar pomeni p-vrednost 0,1%. <ref>{{Navedi splet|title=Intriguing new result from the LHCb experiment at CERN|url=https://home.cern/news/news/physics/intriguing-new-result-lhcb-experiment-cern|accessdate=2021-03-23|website=CERN|language=en}}</ref> Izmerjena vrednost 

<math>R_{\rm K} = \frac{\mathcal{B}(\mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mu^+\mu^-)}{\mathcal{B}(\mathrm{B}^+ \to \mathrm{K}^+ \mathrm{e}^+\mathrm{e}^-)}</math>= <math>0.846^{+0.044}_{-0.041}</math> 

kjer je simbol <math>\mathcal{B}</math>  verjetnost, da do razpada pride. Standardni model napoveduje vrednost blizu 1. <ref>{{Navedi arXiv|last=LHCb collaboration|last7=Afsharnia|class=hep-ex|title=Test of lepton universality in beauty-quark decays|first9=S.|last9=Aiola|first8=C. A.|last8=Aidala|first7=H.|first6=M.|last2=Aaij|last6=Adinolfi|first5=B.|last5=Adeva|first4=T.|last4=Ackernley|first3=C. Abellán|last3=Beteta|first2=R.|eprint=2103.11769}}</ref>

LHCb je prispeval k raziskavam kvantne kromodinamike, elektrošibke fizike in zagotovil meritve preseka za fiziko astro delcev. <ref>{{Navedi knjigo|last=Fontana|first=Marianna|date=2017-10-19|chapter=LHCb inputs to astroparticle physics|chapter-url=https://pos.sissa.it/314/832|title=Proceedings of the European Physical Society Conference on High Energy Physics|language=en|location=Venice, Italy|publisher=Sissa Medialab|pages=832|doi=10.22323/1.314.0832}}</ref>

== Sklici ==
{{sklici|2}}

== Zunanje povezave ==
{{Kategorija v Zbirki}}
* [http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/ LHCb Public Webpage]
* [http://united-states.cern/accelerators-and-detectors/lhcb-experiment LHCb section from US/LHC Website] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200814045044/http://united-states.cern/accelerators-and-detectors/lhcb-experiment |date=2020-08-14 }}
* {{Navedi časopis|last=A. Augusto Alves Jr. ''et al.'' (LHCb Collaboration)|year=2008|title=The LHCb Detector at the LHC|url=http://www.iop.org/EJ/journal/-page=extra.lhc/jinst|journal=[[Journal of Instrumentation]]|volume=3|issue=8|pages=S08005|bibcode=2008JInst...3S8005T|doi=10.1088/1748-0221/3/08/S08005}} (Full design documentation)
[[Kategorija:CERN]]