K 0 2

Нарушение СР-четности в
распадах каонов и
антикаонов
Экперимент NA48/2
Манидаров Ёвгений, 409 группа
13 мая 2005 года
Преобладание материи над
антиматерией
Согласно теории Большого Взрыва, при
рождении Вселенной были созданы совершенно
одинаковые количества вещества и
антивещества. Но сейчас антиматерии нет, её
получают на ускорителях.
За время равное долям наносекунды после
Большого Взрыва материя стала доминировать,
к этому привело небольшое различие в
поведении вещества и антивещества.
Причины ассиметрии
До 1960-ых законы природы, как думали, были
полностью симметричны относительно материи
и антиматерии.
Но в 1964-м году было получено первое
доказательство ассиметрии – это нарушение
СР-четности в распаде К-мезона. Т.е. распады
каона и антикаона происходят по разному.
Стандартная Модель
СМ сформулирована в 1968 г. Глешоу,
Вайнбергом и Саламом как объединение
слабого и электромагнитного взаимодействий.
Все полученные экспериментальные данные
согласуются со стандартной моделью. Но до
сих пор остаётся ряд вопросов, ответ на
которые не может быть получен в рамках
Стандартной Модели.
Стандартная Модель
То нарушение CP-четности, которое
укладывается в рамки Стандартной
Модели, слишком мало, чтобы нести
ответственность за столь значительное
преобладание материи над антиматерией
во Вселенной.
Одна из относительно новых теорий теория суперсимметрии, способна лучше
объяснить этот факт.
Стандартная Модель
Результаты эксперимента NA48 качественно
подтвердили Стандартную модель,
фундаментальным следствием которой
является наличие прямого нарушения CPсимметрии в слабых взаимодействиях. С другой
стороны, эти же результаты поставили под
сомнение применимость модели для
количественного описания редких процессов
такого рода.
Пример
На Станфордском линейном ускорителе в ПалоАльто, штат Калифорния, провели эксперимент
по столкновению пучков барионов и
антибарионов, после аннигиляции которых
осталось небольшое количество материи, т.е.
B-мезонов
CP-нарушение в СМ
►
Непрямое CP-нарушение через смешивание K0-K0
►
Прямое CP-нарушение через распад K02  
1
2
СР-нарушение является
пробным камнем для
проверки СМ
Крутизна ассиметрии
Ag = ((g+)-(g-))/((g+)+(g-))≠0
Матричный элемент распада:
|M(u,v)|(в квадрате) ~ 1 + gu + hu(в
квадрате) + kv(в квадрате),
Где «u» и «v» - лоренц-инварианты
Ранние данные крутизны ассиметрии Ag
►
”Заряженная” мода K±3π± :
 Ford et al. (1970) at BNL: Ag=(-7.0±5.3)∙10-3;
Статистика: 3.2M K±;
 HyperCP prelim. (2000) at FNAL: Ag=(2.2±1.5±3.7)∙10-3;
Статистика: 41.8M K+, 12.4M K;
►
”Нейтральная” мода K±π±π0π0 :
 Smith et al. (1975) at CERN-PS: Ag0=(1.9±12.3)∙10-3;
Статистика: 28000 K±;
 TNF prelim. (2002) at IHEP Protvino: Ag0=(0.2±1.9)∙10-3;
Статистика: 0.52M K±.
Схема эксперимента
► Начато
в 2003 : ~ 50 дней
► (Представлены данные только за 2003 год)
► Начато
► Общая
в 2004 : ~ 60 дней
статистика за 2 года:
► K  + : ~4·10(9 степень)
► K 0 0 : ~2·10(8 степень)
Теоретические предсказания
Экспериментальные данные на 2005:
[Ag~10-3]
Ford et al. (1970)
|Ag|
10-2
10-3
10-4
HyperCP prelim. (2000)
TNF prelim. (2002)
“нейтральная” мода
NA48/2
proposal
теория
“нейтральная”
“заряженная”
10-5
10-6
New
SM SUSY physics
Теоретические предсказания Ag
L.Maiani, N.Paver ’95
A. Bel’kov ’95
<4x10-4
Стандартная G.D’Ambrosio, G.Isidori ’98
E.Shabalin ’01
модель
E.Gamiz, J.Prades, I.Scimemi ’03
E.Shabalin ’05
(2.3±0.6)x10-6
<10-5
<3x10-5
(-2.4±1.2)x10-5
(priv.comm./La Thuile’05)
<8x10-5
Суперсиммет G.D’Ambrosio, G.Isidori, G.Martinelli
рия
E.Shabalin ’98 [Weinberg model of
Новая
extended Higgs doublet]
физика
~10-4
I.Scimemi ’04
~4x10-4
>3x10-5