标准模型里有一条几乎走不通的路。B⁰ 介子——含一个下反夸克的粒子——想直接变成一对 μ 子,树图层面被严令禁止:这种"变味"在中性流里不许发生。粒子只能借道量子涨落,绕一个圈,经虚粒子中转,才有一线机会抵达终点。标准模型算出来,这个分支比在 10⁻¹⁰ 量级:每 100 亿次衰变,放行一次。
10 月 30 日提交、这几天在粒子物理圈刷屏的论文(arXiv 2611.00230),报告了 LHCb 对这条禁路的最新测量:首次以单一实验的证据级看到 B⁰→μ⁺μ⁻。数据来自 Run 3 的 18 fb⁻¹ 质子对撞,质心能 13.6 TeV,用的已是升级一代探测器。
细账如下。Run 3 数据单独看,B⁰→μ⁺μ⁻ 分支比 (1.26 +0.51/−0.47)×10⁻¹⁰,显著性 3.0σ;把 Run 1、2、3 合起来,(1.14 +0.42/−0.39)×10⁻¹⁰,3.2σ。标准模型的预言是 (1.03±0.05)×10⁻¹⁰。在拟合区间里,按理论预期只该有约 26 个 B⁰ 信号事例。整台机器攒下的对撞是千万亿量级,从里面淘出二十几粒金沙——稀有衰变实验的全部浪漫,就是把不可能变成可数。
姊妹衰变 Bs→μ⁺μ⁻ 的账更精细。合并结果 (3.25 +0.26/−0.25)×10⁻⁹,理论预言 (3.66±0.14)×10⁻⁹;有效寿命测到 1.60±0.16 ps。数据比理论略低,差距一 σ 出头,够不上偏离。论文的结论是:与标准模型预期一致。
一个"没发现新物理"的结果,凭什么值得发一帖。因为圈图衰变是新物理最灵的仪表盘:任何还没露面的重粒子,只要存在,就会溜进那个量子圈里,把分支比顶高或者压低。仪表越准,藏身处越小。这次测量把窗口又关小了一格,超对称参数空间里又一块自留地被划走。
3.2 σ 也只是"证据",离五 σ 的"发现"还差一步。接下来的数据会把这一步走完。到那时,如果数值仍钉在标准模型上,一大批模型的生存空间会被挤进更窄的角落。测量史的上一站,是 2020 年 ATLAS、CMS、LHCb 三家联合给出的首个 B⁰ 证据;再往前,Bs→μ⁺μ⁻ 在 2012 到 2013 年间由 CMS 与 LHCb 的联合分析观测。这一次,脚印第一次只属于一家。一秒钟内这台机器完成的对撞,比它一年从这条衰变里收到的信号多了十几个数量级。高能物理的日常,就是这样。
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