Нейтральный ток, изменяющий вкус

Вверху : сильно подавленный тау распад посредством нейтрального тока, изменяющего аромат, в одноконтурном порядке в Стандартной модели .
Внизу : за пределами Стандартной модели распад тау посредством изменяющего аромат нейтрального тока, опосредованного новым S- бозоном.

Пример гипотетического (то есть еще не наблюдаемого) процесса нейтрального тока, изменяющего аромат, в минимальной суперсимметричной стандартной модели . Странный кварк испускает бино типа sdown , превращаясь в скварк , который затем испускает Z-бозон и вновь поглощает бино, превращаясь в даун-кварк. Если массы скварков MSSM нарушают аромат, такой процесс может произойти.

В физике элементарных частиц нейтральные изменяющие аромат , или нейтральные токи, изменяющие аромат ( FCNC ), представляют собой гипотетические взаимодействия, которые изменяют аромат фермиона токи , без изменения его электрического заряда .

Подробности

Если они происходят в природе (что отражено в терминах лагранжевого взаимодействия), эти процессы могут вызывать явления, которые еще не наблюдались в эксперименте. , изменяющие вкус, Нейтральные токи могут возникать в Стандартной модели за пределами уровня дерева , но они сильно подавляются механизмом GIM . Несколько коллабораций искали FCNC. В эксперименте Tevatron CDF в 2005 году были обнаружены доказательства FCNC в распаде странного B-мезона на фи-мезоны.

FCNC обычно предсказываются теориями, которые пытаются выйти за рамки Стандартной модели, такими как модели суперсимметрии или техноцвета . Их подавление необходимо для согласования с наблюдениями, что делает FCNC важными ограничениями при построении моделей.

Пример

Рассмотрим игрушечную модель , в которой неоткрытый бозон S может связываться как с электроном , так и с тау (
т ⁻
) через термин

$S{\bar {\psi }}_{e}\psi _{\tau }$

Поскольку электрон и тау имеют равные заряды, электрический заряд S явно должен исчезнуть, чтобы соблюдать закон сохранения электрического заряда. Диаграмма Фейнмана с S в качестве промежуточной частицы способна преобразовать тау в электрон (плюс некоторые нейтральные продукты распада S ) .

Эксперимент МЭГ в Институте Пауля Шеррера под Цюрихом будут искать аналогичный процесс, в котором антимюон распадается на фотон и антиэлектрон ( позитрон ). В Стандартной модели такой процесс протекает только за счет испускания и реабсорбции заряженного вещества.
В ⁺
, что меняет
м ⁺
в нейтрино при испускании, а затем в позитрон при повторном поглощении и, наконец, испускает фотон , который уносит любую разницу в энергии , спине и импульсе .

В большинстве представляющих интерес случаев речь идет не о новом бозоне S, а о обычном бозоне.
С ⁰
сам бозон . Это может произойти, если связь со слабыми нейтральными токами (немного) неуниверсальна. Доминирующая универсальная связь с Z-бозоном не меняет аромат, но субдоминантный неуниверсальный вклад может.

FCNC с участием
С
нижнего типа бозон для кварков при нулевой передаче импульса обычно параметризуется действия эффективным членом

${\frac {g}{2\cos \theta _{\text{W}}}}{\overline {d}}_{L\alpha }U_{\alpha \beta }\gamma ^{\mu }d_{L\beta }Z_{\mu }$

Этот конкретный пример FCNC часто изучается больше всего, потому что у нас есть довольно сильные ограничения, возникающие из-за распада
Б ⁰
мезоны в Белле и БаБаре . Внедиагональные элементы U параметризуют FCNC, а текущие ограничения ограничивают их величину менее одной тысячи для | У _БС |. Вклад однопетлевых поправок Стандартной модели на самом деле является доминирующим, но эксперименты достаточно точны, чтобы измерить небольшие отклонения от предсказаний Стандартной модели.

Эксперименты, как правило, сосредотачиваются на нейтральных токах, изменяющих вкус, а не на заряженных токах , поскольку слабый нейтральный ток (
С ⁰
бозон) не меняет аромат в собственно Стандартной модели на уровне дерева, тогда как слабые заряженные токи (
В ^±
бозоны) делают. Новая физика событий заряженного тока будет затоплена более многочисленными
В ^±
бозонные взаимодействия; Новая физика нейтрального тока не будет замаскирована большим эффектом обычной физики Стандартной модели.

См. также

• Колебания нейтральных частиц
• Диаграмма пингвина
• Модель двух дублетов Хиггса