Ученые Европейской организации ядерных исследований CERN, работающие на Большом Адронном Коллайдере, ведут постоянную "охоту" за редкими событиями и явлениями, изучение которых позволяет определить присутствие тяжелых элементарных частиц, включая пока еще неизвестные частицы. Такие частицы, согласно существующим предположениям, существуют где-то за рамками Стандартной Модели, а их обнаружение позволит объяснить некоторые из фундаментальных загадок - темную материю, асимметрию материи-антиматерии и многое другое.
Одним из таких редких процессов является распад нейтральных B-мезонов на мюон и антимюон, на более тяжелый "родственник" электрона и его антипод. На свете существует два типа нейтральных B-мезонов, B0-мезон, состоящий из прелестного антикварка и нижнего кварка, и Bs-мезон, в котором вместо нижнего кварка содержится странный кварк. Согласно существующим теориям, Bs-мезон распадается на мюон и антимюон один раз на 250 миллионов случаев, такой же распад B0-мезона еще более редок - один раз на 10 миллиардов случаев.
Ученые искали экспериментальные подтверждения редких случаев распада B-мезонов с 1980-х годов, но лишь в 2014 году им удалось впервые наблюдать такой распад Bs-мезона, благодаря объединению данных, собранных экспериментами LHCb и CMS. Но распад на мюон и антимюон B0-мезона все еще продолжает успешно уклоняться от любой попытки обнаружения.
Используя данные, собранные во время второго периода работы коллайдера (LHC Run 2), ученые CERN провели тщательное изучение и измерения параметров распада Bs-мезонов и поиск случаев распада B0-мезонов. Для этого были использованы новейшие алгоритмы машинного обучения, которые позволили просеять огромный набор данных и выбрать из общей массы только случаи редких видов распада.
Полученные результаты показали четкий сигнал распада Bs-мезона на мюон и антимюон. Измеренный уровень таких случаев распада составил 3.8 случаев на миллиард, а время существования мезона до момента распада составило 1.8 пикосекунды, что очень близко к значениям, предсказываемым Стандартной Моделью.
Что касается распада B0-мезона, то таких случаев найдено так и не было, единственное, что могут сказать ученые с 95%-й статистической точностью, что уровень таких распадов меньше одного на пять миллиардов.
В последнее время ученые очень часто стали наблюдать аномалии в других типах редких распадов B-мезонов, в частности, значительные несоответствия между экспериментальными и теоретическими данными. Полученные новые результаты находятся гораздо ближе к теоретическим прогнозам и это, в некоторой мере, позволит ученым понять природу аномалий в других видах распада.
Теперь ученые нацелились на поиски распада B0-мезонов, они надеются, что в еще большем количестве данных, которые будут собраны во время третьего периода работы коллайдера (LHC Run 3), найдутся следы этого чрезвычайно редкого процесса.
0 
