Événements de désintégration rares ou récemment observés impliquant des quarks et d'autres particules subatomiques dans des expériences de collisionneurs.Les processus de désintégration des quarks sont des transformations rares ou récemment observées impliquant les quarks, les constituants fondamentaux des protons et des neutrons. Bien que les quarks eux-mêmes soient stables lorsqu'ils sont liés à l'intérieur des hadrons, ils peuvent changer de saveur par l'intermédiaire de la force nucléaire faible, ce qui conduit à des désintégrations de particules comme le neutron ou des mésons plus lourds. Les récentes expériences de collisionneurs ont repoussé les limites de nos connaissances sur ces processus, en recherchant des désintégrations extrêmement rares qui pourraient révéler une nouvelle physique au-delà du modèle standard.
La théorie du mélange des quarks a été développée dans les années 1960 et 1970 par Cabibbo, Kobayashi et Maskawa, mais l'observation de désintégrations de quarks extrêmement rares a constitué un effort expérimental majeur au XXIe siècle, avec des expériences comme LHCb au CERN en tête de la recherche.
Les quarks interagissent via la force faible, qui peut changer une saveur de quark en une autre (par exemple, un quark 'down' en un quark 'up'). Ce processus est médié par les bosons W et est responsable de la désintégration bêta. Dans les collisionneurs, des collisions à haute énergie créent des particules de courte durée de vie contenant des quarks, qui se désintègrent ensuite selon des motifs caractéristiques. En mesurant les taux et les produits de ces désintégrations, les physiciens testent les prédictions du modèle standard et recherchent des écarts qui pourraient indiquer de nouvelles particules ou forces.
Ces études sont fondamentales pour la physique des particules, contribuant à affiner le modèle standard et à rechercher une physique au-delà de celui-ci. Elles ont également des applications indirectes en cosmologie, car les processus de quarks ont influencé l'évolution de l'univers primitif.
Certaines désintégrations rares de quarks, comme la désintégration d'un méson B en une paire de muons, ne se produisent qu'environ une fois sur un milliard de désintégrations, ce qui les rend incroyablement difficiles à détecter même avec des milliards de collisions.
