في اصطدامات البروتونات في مصادم الهادرونات الكبير، تولد جسيمات تعيش أقل من جزء من مليار من الثانية. أحدها هو ميزون Bs، الذي يتكون من كوارك غريب وكوارك مضاد قمي. ولأول مرة، التقط علماء تعاون LHCb اللحظة التي يضمحل فيها ميزون Bs إلى ثلاثة جسيمات: كاون متعادل (K0S) وكاونين مشحونين.
يشبه اضمحلال الجسيم طريقة تفكك لعبة التركيب إلى قطع. لكن هنا القطع ليست اثنتين بل ثلاث، وقد تكون مختلفة. قارن الفيزيائيون عدد المرات التي تضمحل فيها ميزونات B إلى مجموعات مختلفة من الجسيمات. على سبيل المثال، يتحول ميزون B0 إلى K0S وبيونين أكثر من تحوله إلى K0S وكاونين. بينما ميزون Bs، على العكس، يضمحل في الغالب إلى K0S وزوج "كاون زائد بيون".
تساعد هذه القياسات في اختبار كيفية تحول الكواركات إلى بعضها البعض. في اضمحلالات ميزونات B، تشارك القوة النووية الضعيفة — إحدى القوى الأساسية الأربع في الطبيعة. إذا لم تتطابق احتمالات الاضمحلال مع تنبؤات النظرية، فقد يشير ذلك إلى جسيمات أو قوى جديدة لا نعرفها بعد.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.08621
This paper presents a study of the charmless three-body decays $${B^0_{(s)} \to K_{\mathrm{S}}^0 h^+ h^{\prime -}}$$ (where $$h^{(\prime)} = \pi, K$$), using a sample of $$pp$$ collision data collected by the LHCb experiment, corresponding to an integrated luminosity of $$9\mbox{\,fb}^{-1}$$. The decay $${B^0_s \to K_{\mathrm{S}}^0 K^+ K^-}$$ is observed for the first time, and the following ratios of branching fractions are measured: \begin{alignat*}{6} &\frac{{\cal B}(B^0 \to K^0_{\mathrm{S}} K^+ K^-)}{{\cal B}(B^0 \to K^0_{\mathrm{S}} \pi^+\pi^-)} &&= 0.578 &&\pm 0.007 &&\pm 0.017\,, &\frac{{\cal B}(B^0 \to K^0_{\mathrm{S}} K^\pm\pi^\mp)}{{\cal B}(B^0 \to K^0_{\mathrm{S}} \pi^+\pi^-)} &&= 0.1363 &&\pm 0.0035 &&\pm 0.0051\,, &\frac{{\cal B}(B^0_s \to K^0_{\mathrm{S}} \pi^+\pi^-)}{{\cal B}(B^0 \to K^0_{\mathrm{S}} \pi^+\pi^-)} &&= 0.269 &&\pm 0.011 &&\pm 0.015 && \pm 0.008\,, &\frac{{\cal B}(B^0_s \to K^0_{\mathrm{S}} K^+ K^-)}{{\cal B}(B^0 \to K^0_{\mathrm{S}} \pi^+\pi^-)} &&= 0.0303 &&\pm 0.0041 &&\pm 0.0025 && \pm 0.0009\,, &\frac{{\cal B}(B^0_s \to K^0_{\mathrm{S}} K^\pm\pi^\mp)}{{\cal B}(B^0 \to K^0_{\mathrm{S}} \pi^+\pi^-)} &&= 1.818 &&\pm 0.021 &&\pm 0.031 && \pm 0.056\,, \end{alignat*} where the uncertainties are statistical, systematic, and due to knowledge of the ratio of hadronisation fractions of the $$B^0_s$$ and $$B^0$$ mesons, respectively.
يعيش ميزون Bs حوالي 1,5 بيكو ثانية. خلال هذا الوقت، يقطع أقل من ملليمتر حتى بسرعة قريبة من سرعة الضوء.
في رواية "مشكلة الأجسام الثلاثة" للكاتب ليو تسيشين، يبحث الفيزيائيون عن انحرافات في اضمحلالات الجسيمات لاكتشاف تدخل حضارة فضائية. عمليات بحث مماثلة تجري أيضًا في تجارب حقيقية في المصادمات.