latex

مُلَخَّصُ

اِنْتِهاكِ CP فِي مَجالِ فِيزياء B هُوَ مَوْضُوعِ حاسِمٍ لِاِسْتِكْشافِ قِطاعِ الكوارك وَالبَحْثِ عَن فِيزياء جَدِيدَةٍ، سَواءُ لِلنَظَرِيَّيْنِ أَو لِلتَجْرِيبِيَّيْنِ. يُظْهِر اِنْتِهاكِ CP بِطُرُقٍ مُتَعَدِّدَةِ وَفِي هٰذا العَرْضِ، سَنَقُوم بِتَصْنِيف الاِضْمِحْلالات بِناءَ عَلَى دِينامِيكِيّاتها المُخْتَلِفَةِ. نَهْدِف إِلَى تَقْدِيمِ أَبْرَزِ النِقاطِ المُتَعَلِّقَةِ بِدِراساتٍ اِنْتِهاكِ CP فِي كُلِّ فِئَةٌ مِن مَنْظُورٍ نَظَرِي.

مُقَدِّمَةِ مُوجَزه

يُوَفِّر نِظامِ الميزون \(B\) اِخْتِباراتِ لِلنَمُوذَج القِياسِيَّ وَمَعْلُوماتٍ لِلبَحْثِ عَن فِيزياء جَدِيدَةٍ. النُقْطَةِ الأَساسِيَّةِ هِيَ أَنَّهُ يُمْكِن اِسْتِكْشافٍ مَقايِيسِ عالِيَةٍ جِدّاً لِلفِيزياء الجَدِيدَةِ، أَعْلَى بِكَثِيرٍ مِن تِلْكَ المَوْجُودَةِ فِي البُحُوثِ المُباشِرَةِ فِي المعجلات. نَحْنُ نَتَعامَل مَعَ فِيزياء الدِقَّةِ، وَبِالتالِي نَقُوم بِالبُحُوث غَيْرِ المُباشِرَةِ. الدَوْرِ المَرْكَزِيِّ فِي دِراساتٍ فِيزياء \(B\) يَلْعَبه اِنْتِهاكِ تَناظَرَ CP، الَّذِي يُشِير إِلَى عَدَمِ الثَباتِ فِي التَفاعُلات الضَعِيفَةُ بِالنِسْبَةِ لِتَحْوِيلِ الشَحْنَةِ المُشْتَرَكَةِ (C) وَالتَكافُؤ (P). مَعَ التَرْكِيزِ عَلَى النِقاطِ الرَئِيسِيَّةِ لَاِنْتَهاكَ CP، نُقَدِّم نَظْرَةٌ عامَّةٍ عَلَى اِنْتِهاكِ CP فِي نِظامِ الميزون \(B\).

تَمَّ اِكْتِشافِ اِنْتِهاكِ CP فِي عامَ 1964 مِن خِلالَ مُلاحَظَةُ تَحْلِل \(K_{L} \to \pi^+ \pi^-\) وَهُوَ الآنَ مُثَبِّت فِي أَنْظِمَةِ الكاون، الميزون \(B\) والميزون \(D\). نَظَراً لِأَنَّهُ يَأْتِي بِأَشْكال مُخْتَلِفَةٍ، نَقُوم بِتَصْنِيف تَحَلُّلات \(B\) بِناءَ عَلَى دِينامِيكِيّاتها المُخْتَلِفَةِ، وَتَحْدِيداً وِفْقاً للطوبولوجيات الَّتِي تُنْشَأ مِنها فِي الرُتْبَة الرائِدَةِ. بِشَكْلٍ عامَ، هُناكَ إِمّا طوبولوجيات شَجِرَيْهِ أَو طوبولوجيات حَلَقِيّه، مِثْلَ البَطارِيق وَالصَنادِيقِ. أَوَّلاً، نُناقِش تَحَلُّلات الشَجَرَة النَقِيَّةِ، مِثْلَ \(B_s \rightarrow D_s^{\pm} K^{\mp}\) وَالأَوْضاعِ ذاتِ الصِلَةِ. ثُمَّ، نَنْتَقِل إِلَى التَحَوُّلاتِ الَّتِي تُهَيْمِن عَلَيها الأَشْجارِ وَلٰكِن أَيْضاً مَعَ مُساهَماتِ البَطارِيق. الأَمْثِلَة الرَئِيسِيَّةِ هُنا هِيَ التَحَوُّلاتِ \(B_d \rightarrow J/\psi K_S\) وَ \(B_s \rightarrow J/\psi \phi\). الفِئَةِ الثالِثَةِ تُشِير إِلَى التَحَلُّلات الَّتِي تُهَيْمِن عَلَيها البَطارِيق، مِثْلَ نِظامِ \(B \rightarrow \pi K\) وَنِظامِ \(B_s \rightarrow K^+ K^-\). أَخِيراً، هُناكَ تَحَلُّلات تُنْشَأ مِن بَطارِيق الضُعْفِ الكهرومغناطيسي وطوبولوجيات الصَنادِيقِ.

تَحَلُّلات الشَجَرَة النَقِيَّةِ

الفِئَةِ الأُولَى مِن التَحَلُّلات الَّتِي نُقَدِّمها هِيَ تِلْكَ الَّتِي تُنْشَأ فَقَط مِن توبولوجيات الشَجَرَة. بِشَكْلٍ أَكْثَرَ تَحْدِيداً، نُرَكِّز عَلَى تَحَلُّلات \(B_s \rightarrow D_s^{\pm} K^{\mp}\) والشذوذات المُحَيَّرَة المُرْتَبِطَةِ بِها. بِسَبَبِ تَداخُلٌ \(B^0_s -\bar{B}^0_s\)، تُظْهِر تَأْثِيراتِ التَداخُلَ بَيِّنَ تَحَلُّلات \(\bar{B}^0_s\to D_s^+K^-\) وَ \({B}^0_s\to D_s^+K^-\)، مِمّا يُؤَدِّي إِلَى التَماثُلِ الزَمَنِيِّ التالِي لَاِنْتَهاكَ تَكافُؤ الشَحْنَةِ (RF-BsDsK): \[{\frac{\Gamma(B^0_s(t) \rightarrow f)-\Gamma(\bar{B}^0_s(t) \rightarrow {f})}{\Gamma(B^0_s(t) \rightarrow f)+\Gamma(\bar{B}^0_s(t) \rightarrow {f})}=\left[ \frac{{{C}} \ {{\cos(\Delta M_s \ t)}} + {{S}} \ {\sin(\Delta M_s \ t)}}{{{\cosh(\Delta \Gamma_s \ t/2)}} + {{\mathcal{A}_{\Delta \Gamma}}} {{\sinh(\Delta \Gamma_s \ t/2)}}} \right]}. \label{eq:asym}\]

المُراقَبات \(C, \bar{C}, S, \bar{S}, {\cal A}_{\Delta \Gamma}, {\cal{\bar{A}}}_{\Delta \Gamma} \) تَسْمَح بِتَحْدِيدِ نَظَرِي نَظِيفٍ لَزاوِيَة \(\gamma\) مِن مُثَلَّثِ الوَحْدَةِ (UT). كَيْفَ نُحَدِّد هٰذِهِ الزاوِيَةِ؟ نَسْتَخْدِم العَلاقَةِ الرَئِيسِيَّةِ: \[\xi \times \bar{\xi} = e^{-i2 (\phi_s + \gamma)}, \label{eq:gamma}\] حَيْثُ \(\xi\) وَ \(\bar{\xi}\) هُما مُراقَبات تَقِيس قُوَّةٍ تَأْثِيراتِ التَداخُلَ المُقابَلَةِ. اِسْتِناداً إِلَى المُعادَلَةَ [eq:asym]، يَتِمّ تَحْدِيدِ هٰذِهِ الكَمِّيّاتِ كَما يَلِي: \[C=({1-|\xi|^2})/({1+|\xi|^2}), \quad S= ({2\,\text{Im}{\,\xi}})/({1 + |\xi|^2}), \quad \mathcal{A}_{\Delta \Gamma}=({2\,\text{Re}\,\xi})/({1+|\xi|^2}).\] يَتِمّ قِياسُها بِواسِطَةِ تَعاوُنٍ LHCb، بِاِسْتِخْدامِ الاِفْتِراضُ أَنَّ \(C=-\bar{C}\)، وَالَّذِي يَسْرِي فِي النَمُوذَجِ القِياسِيَّ. هُنا، نَسْتَخْدِم القِيَمِ مِن المَرْجِعِ (BsDsK-LHCb-CP) وَنَسْتَخْرِج \(\xi\) وَ \(\bar{\xi}\). يَتِمّ تَحْدِيدِ مَرْحَلَةِ الخَلْط \(\phi_s\) مِن خِلالَ أَوْضاعِ \(B_s \to J/\psi \phi\) وَتَضُمِّينَ تَأْثِيراتِ البِطْرِيق كَما فِي (Barel:2020jvf)، وَالقِيمَة المُحْدَثَةَ الأَحْدَثُ هِيَ \(\phi_s=(-3.0\pm1.1)^\circ\). وَنَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، القِيمَةِ الوَحِيدَةُ المَجْهُولَة فِي المُعادَلَةَ [eq:gamma] هِيَ زاوِيَةِ \(\gamma\)، وَالَّتِي يُمْكِن الآنَ تَحْدِيدِها. تُؤَدِّي القِيَمِ مِن المَرْجِعِ (BsDsK-LHCb-CP) إِلَى قِيمَةَ \(\gamma\) وَالَّتِي هِيَ أَعْلَى بِكَثِيرٍ مِن نِطاقِ \(70^{\circ}\) (Amhis:2019ckw). تَمَّ تَحْدِيدِ هٰذِهِ القِيمَةِ عَلَى أَنَّها \(\gamma=\left(131^{+17}_{-22}\right)^\circ \)، مِمّا يُشِير إِلَى تَوَتُّرٍ مَعَ النَمُوذَجِ القِياسِيَّ عَلَى مُسْتَوَى \(3 \sigma\). هَل يُمْكِن أَنَّ يُشِير هٰذا إِلَى وُجُودِ فِيزياء جَدِيدَةٍ؟

إِذا كانَت هُناكَ تَأْثِيراتِ فِيزياء جَدِيدَةٍ تَدَخُّلٍ عَلَى مُسْتَوَى السَعَة، فَيَجِب أَنَّ تُظْهِر أَيْضاً فِي نَسَبَ التَفَرُّع. وَبِالتالِي، نَسْتَخْرِج نَسَبَ التَفَرُّع “النَظَرِيَّةِ” الفَرْدِيَّةِ، الَّتِي تُشِير إِلَى نَسَبَ التَفَرُّع فِي الزَمَنِ \(t=0\)، حَيْثُ يَتِمّ “إِيقاف” تَأْثِيراتِ الخَلْط: \[\begin{aligned} \label{BRbar-Ds+K-} \mathcal{B}(\bar{B}^0_s \to D_s^+K^-)_{\text{th}} &=2 \left[{|\xi|^2}/{\left(1+|\xi|^2 \right)} \right]\mathcal{B}_{\text{th}} = (1.94 \pm 0.21) \times 10^{-4}, \\ \mathcal{B}(B^0_s\to D_s^+K^-)_{\text{th}} &=2 \left[{1}/{\left(1+|\xi|^2 \right)} \right]\mathcal{B}_{\text{th}} =(0.26 \pm 0.12) \times 10^{-4}, \\ {\text{حَيْثُ \ }} \mathcal{B}_{\text{th}} = \bar{\mathcal{B}}_{\text{th}} &= \left[\frac{1-y_s^2}{1+y_s\langle {\cal A}_{\Delta\Gamma}\rangle_+}\right]\langle\mathcal{B}_{\text{exp}}\rangle = (1.10 \pm 0.09) \times 10^{-4} \end{aligned}\] \[{\text{مَعَ \ }} \langle\mathcal{B}_{\text{exp}}\rangle \equiv \frac{1}{2}\left(\mathcal{B}_{\text{exp}} + \bar{\mathcal{B}}_{\text{exp}}\right)= \frac{1}{2} \, \mathcal{B}^{\text{exp}}_\Sigma =\frac{1}{2} \ (2.27 \pm 0.19) \times 10^{-4}.\] يَتِمّ إِعْطاءِ القِيمَةِ التَجْرِيبِيَّة \(\mathcal{B}^{\text{exp}}_\Sigma\) فِي المَرْجِعِ (ParticleDataGroup:2022pth).

الكَمِّيَّةِ الرَئِيسِيَّةِ هِيَ عامِلٍ اللَوْنِ الظاهِرِيِّ \(|a_1|\). مِن أَجْلِ تَحْدِيدِ القِيَمِ النَظَرِيَّةِ لِ \(|a_1|\), نَسْتَخْدِم إِطارِ العَمَلِ لِلتَحْلِيل العامِلِيّ، وَالَّذِي مِن المُتَوَقَّعِ أَنَّ يَعْمَل بِشَكْلٍ جَيِّدٍ جِدّاً لِأَوْضاعِ \(b \to c\) وَقَناةُ \(B_s \to D_s^+ K^-\) هِيَ مِثالٌ رَئِيسِيٍّ. نَكْتُب السَعَة المُحَلِّلَة مِن حَيْثُ عَناصِرِ مَصْفُوفه CKM، ثابِتٌ تَحْلِل الكايون، العامِلِ الشَكْلِيِّ الهادروني المُقابِلِ وَالمَعامِل \[\label{a-eff-1-DsK} a_{\rm 1 \, eff }^{D_s K}=a_{1}^{D_s K} \left(1+{E_{D_s K}}/{T_{D_s K}}\right),\] الَّذِي يَأْخُذ توبولوجيات التَبادُلِ فِي الاِعْتِبارِ. بِشَكْلٍ أَكْثَرَ تَحْدِيداً، يُشِير عامِلٍ \(a_{1}^{D_s K}\) إِلَى التَأْثِيراتِ غَيْرِ القابِلَةِ لِلتَحْلِيل الَّتِي تَدَخُّلٍ فِي توبولوجيات الشَجَرَة، بَيْنَما يُمَثِّل \(T_{D_s K}\) هٰذِهِ السعات الشجريه المَسْمُوحِ بِها لَوْنِيّا بَيْنَما يَصِف \(E_{D_s K}\) توبولوجيات التَبادُلِ غَيْرِ القابِلَةِ لِلتَحْلِيل. القِيَمِ الحالِيَّةِ لِلفَنِّ هِيَ \(|a_1| \approx 1.07\) مَعَ عَدَمِ اليَقِينِ عَلَى مُسْتَوَى النِسْبَةِ المِئَوِيَّة. توبولوجيات التَبادُلِ لِنِظامِ \(B_s \to D_s K\) لا تُشِير إِلَى أَيّ تَعْزِيزِ شاذٍّ. لِحِسابِ القِيَمِ التَجْرِيبِيَّة لِ \(|a_1|\), الطَرِيقَةِ النَظَرِيَّةِ الأَنْظَف هِيَ إِنْشاءِ نَسَبَ لَنِسَب التَفَرُّع مَعَ التَحَلُّلات الشَرِيكَةِ شِبْهِ اللبتونيه، مِثْلَ: \[\[ \frac{\mathcal{B}(\bar{B}^0_s \rightarrow D_s^{+}K^{-})_{\rm th}}{{\mathrm{d}\mathcal{B}\left(\bar{B}^0_s \rightarrow D_s^{+}\ell^{-} \bar{\nu}_{\ell} \right)/{\mathrm{d}q^2}}|_{q^2=m_{K}^2}}=6 \pi^2 f_{K}^2 |V_{us}|^2 |a_{\rm 1 \, eff }^{D_s K}|^2 {\Phi_{\text{ph}}} \left[ \frac{{F_0^{B_s \rightarrow D_s}(m_K^2)}}{{F_1^{B_s \rightarrow D_s}(m_K^2)}} \right]^2, \ \ {\Phi_{\text{ph}}} \approx 1, \label{semi} \] وَالَّذِي يَتَضَمَّن عُنْصُرٍ المَصْفُوفَة $|V_{us}|$، ثابِتٌ تَحْلِل الكايون $f_{K}$ وَنَسَبَ عَوامِلِ الشَكْلِ. يُمْكِن كِتابَةِ نَسَبَ مُماثِلَةٍ لِلتَحَلُّلات الأُخْرَى ذاتِ الدِينامِيكِيّات المُشابِهَة. أَتْباعاً لِهٰذِهِ الخُطُوطِ، نَحْصُل عَلَى نَتائِجِ التَجْرِبَةِ $|a_1|$ لِلأَوْضاعِ $b \to c$: \begin{align} \bar{B}^0_s \rightarrow D_s^+K^- {\text{التَحَلُّلُ:}} \quad &|a_{\rm 1}^{D_d K}|=0.82\pm0.11, \ \ \ \bar{B}^0_d \rightarrow D_d^+K^- {\text{التَحَلُّلُ:}} \quad |a_{\rm 1}^{D_d K}|=0.83\pm0.05, \nonumber \\ \bar{B}^0_d\to D_d^+\pi^- {\text{التَحَلُّلُ:}} \quad &|a_1^{D_d \pi}|=0.83\pm 0.07, \quad \bar{B}^0_s\to D_s^+\pi^- {\text{التَحَلُّلُ:}} \quad |a_1^{D_s\pi}|=0.87\pm0.06. \nonumber \end{align} بِطَرِيقَةٍ مُماثِلَةٍ، نَعْمَل لِأَوْضاعِ $b \to u$ وَنَحْصُل عَلَى \begin{align} \bar{B}^0_s\to K^+ D_s^- {\text{التَحَلُّلُ:}} \quad &|a_{\rm 1}^{K D_s}| =0.77 \pm 0.19, \quad \bar{B}^0_d\to \pi^+D_s^- {\text{التَحَلُّلُ:}} \quad |a_{\rm 1}^{\pi D_s}| = 0.78\pm0.05. \nonumber \end{align} مُقارَنَةً هٰذِهِ النَتائِجِ مَعَ التَنَبُّؤات النَظَرِيَّةِ، نُلاحِظ أَنَّها جَمِيعاً أَصْغَرِ بِكَثِيرٍ مِن القِيَمِ النَظَرِيَّةِ، مِمّا يُظْهِر تَوَتُّراتٌ تَصِل إِلَى مُسْتَوَى $4.8$~$\sigma$. وَهُوَ نَمَطِ يَسْتَمِرّ أَيْضاً لَقَنَوات $b \to u$، حَيْثُ فِي الأَساسِ، العامِلِيَّة عَلَى أَرْضِيَّةٍ أَقَلَّ صَلابَةَ. هٰذا الوَضْعِ مَعَ قِيَمِ $|a_1|$ يُشَكِّل الحالَةِ الثانِيَةِ المُثِيرَةِ لِلاِهْتِمامِ فِي نِظامِ $B_s \to D_s^{\pm} K^{\mp}$. هٰذَيْنِ اللغزين يُكْمَلانِ بِعَضِّهِما البَعْضُ. إِمْكانِيَّةَ تَأْثِيراتِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ فِي التَحَلُّلات غَيْرِ اللبتونيه مُثِيرَةٍ لِلاِهْتِمامِ وَيُمْكِن العُثُورِ عَلَى مُناقَشاتٍ فِي المَراجِعِ (\textnormal{Lenz:2019lvd}, \textnormal{Iguro:2020ndk}, \textnormal{Cai:2021mlt}). لِذٰلِكَ، الخَطْوَةِ التالِيَةِ هِيَ التَحَرُّكِ نَحْوَ دِراساتٍ الفِيزياء الجَدِيدَةِ. لِهٰذا الغَرَضِ، نُقَدِّم مُعامَلاتِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ: \[ \bar{\rho} \, e^{i \bar{\delta}} e^{i \bar{\varphi}} \equiv { A(\bar{B}^0_s \rightarrow D_s^+ K^-)_{{\text{NP}}} }/{ A(\bar{B}^0_s \rightarrow D_s^+ K^-)_{{\text{SM}}} }, \] مَعَ $\bar{\delta}$ وَ $\bar{\varphi}$ تَدُلّ عَلَى الطَوْر المُحافِظُ وَالطَوْر المُخالِفُ لِلتَكافُؤ الشحني عَلَى التَوالِي (وَ${\rho},{\delta},{\varphi}$ لِلحالَةِ المترافقه بِالتَكافُؤ الشحني). الآنَ نُعَمِّم المُعادَلَةَ~\ref{eq:gamma} وَنَحْصُل عَلَى: \[ \xi \times \bar{\xi} = \sqrt{1-2\left[\frac{C+\bar{C}}{\left(1+C\right)\left(1+\bar{C}\right)} \right]}e^{-i\left[2 (\phi_s +\gamma_{\rm eff})\right]}, \label{eq:generxi} \] وَالَّتِي تُعْتَبَر نَظِيفَةٍ نَظَرِيّا وَتَتَضَمَّن زاوِيَةِ "فَعّالَةٍ" \[ \gamma_{\rm eff}\equiv \gamma + \gamma_{\text{NP}} = (131^{+17}_{-22})^\circ, \quad {\text{حَيْثُ\ }} \gamma_{\text{NP}}=f(\rho, \bar{\rho}, varphi, \bar{\varphi}) . \] بِضَبْطِ $\delta=\bar{\delta}=0$، يُمْكِن تَحْدِيدِ الاِرْتِباطاتِ بَيِّنَ مُعامَلاتِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ مِن خِلالَ الصِيَغِ التالِيَةِ: \[ \tan{\Delta \phi} = \frac{\rho \sin{\phi} + \bar{\rho} \sin{\bar{\phi}} + \rho \bar{\rho} \sin{(\bar{\phi} + \phi )}}{1 + \rho \cos{\phi} + \bar{\rho} \cos{\bar{\phi}} + \rho \bar{\rho} \cos{(\bar{\phi} + \phi)}}, {\text{\ \ حَيْثُ\ }} \Delta \phi= -(61\pm20)^\circ, \label{eq:tan} \] \[ b= 1 + 2 \rho \cos{\delta} \cos{\phi} + \rho^2 = \frac{{\mathcal{B}(\bar{B}^0_s \rightarrow D_s^{+}K^{-})_{\rm th}}/ \left[{{\mathrm{d}\mathcal{B}\left(\bar{B}^0_s \rightarrow D_s^{+}\ell^{-} \bar{\nu}_{\ell} \right)/{\mathrm{d}q^2}}|_{q^2=m_{K}^2}} \right]} {6 \pi^2 f_{K}^2 |V_{us}|^2 |a_{1}^{D_s K}|^2 X_{D_s K}}, \label{betabar} \] حَيْثُ $|a_{1}^{D_s K}|$ هُوَ الآنَ مُعَلِّمَةُ مَدْخَله. يُمْكِن كِتابَةِ عَلاقَةَ مُماثِلَةٍ لِ $\bar{b}$ وَيُمْكِن تَحْدِيدِ كُلّاً الكَمِّيَّتَيْنِ: \[ b=0.58 \pm 0.16, \qquad \bar{b} = 0.50 \pm 0.26, \] مِمّا يُظْهِر تَوَتُّراً مَعَ قِيمَةَ النَمُوذَجِ القِياسِيَّ البالِغَةِ 1. هٰذِهِ الإِسْتراتِيجِيَّةِ المُسْتَقِلَّةِ عَن النَمُوذَجِ، وَالَّتِي يَتِمّ مُناقَشَتُها بِالتَفْصِيلِ فِي المَراجِعِ (\textnormal{Fleischer:2021cwb}, \textnormal{Fleischer:2021cct})، تُشِير إِلَى أَنَّ البَياناتِ يُمْكِن أَنَّ تَتَوافَق مَعَ مَسّاً CONTRIBUTIONS فِيزياء الجَدِيدَةِ بِنِسْبَةِ $30 \%$. مِن الجَدِيرِ بِالذَكَر أَنَّ قِياساً جَدِيداً مُسْتَقِلّاً لِ LHCb Run II تَمَّ الإِبْلاغ عَنهُ مُؤَخَّراً (\textnormal{LHCb:2023mcw}) وَيَجِب أَنَّ يَتِمّ اِسْتِكْشافه أَيْضاً بِشَكْلٍ أَكْبَرَ. قَد تُؤَدِّي هٰذِهِ الإِسْتراتِيجِيَّةِ إِلَى إِثْباتِ مَصادِرُ جَدِيدَةٍ لَاِنْتَهاكَ التَكافُؤ الشحني فِي المُسْتَقْبَلِ. \section{التَحَلُّلات المُهَيْمِنَةَ بِالأَشْجارِ وَالَّتِي تَتَضَمَّن أَيْضاً مُساهَماتِ البِطْرِيق} \label{Sec:two} لَقَد تَمَّ تَوْصِيف تَحَلُّلات $B^0_d \to J/ \psi K^0_s$ وَ $B^0_s \to J/ \psi \phi$ كَالأَوْضاع الذَهَبِيَّةَ لِإِثْباتِ اِنْتِهاكِ CP فِي نِظامِ $B$ وَقَد حَظِيَت تارِيخِيّاً بِالكَثِيرِ مِن الاِهْتِمامِ. اليَوْمَ، مَعَ التَقَدُّمِ التَجْرِيبِيُّ المُثِيرِ لِلإِعْجاب، وَصَلْنا إِلَى مُسْتَوَى الدِقَّةِ حَيْثُ يُصْبِح مِن المُهِمِّ بَدْء تَضْمِينِ مُساهَماتِ البِطْرِيق. تَصَوُّرٍ الرُسُومِ البَيانِيَّةِ لفاينمان هٰذِهِ العَمَلِيّاتِ فِي الصَفِّ الثانِي مِن الشَكْلِ، مُوَضِّحَةً مُساهَماتِ الرُسُومِ البَيانِيَّةِ لِلأَشْجار المَكْبُوتَة لَوْنِيّا بِالإِضافَةِ إِلَى توبولوجيات البِطْرِيق، وَالَّتِي تَكُون مكبوحه مُزْدَوِجاً بكابيبو. هٰذا يَعْنِي أَنَّ سَعَة التَحَلُّلُ تَتَناسَب مَعَ المُصْطَلَحِ $\lambda^2$، حَيْثُ $\lambda \equiv |V_{us}| \approx 0.22$ هُوَ مَعامِلِ ولفنشتاين. وَنَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، فَإِنَّ حِسابِ البَطارِيق صَعْبٌ لِلغايَةِ. الدَوْرِ المَرْكَزِيِّ لِلتَحْلِيل هُنا يَلْعَبه مَراحِلِ الخَلْط $\phi_s$ وَ $\phi_d$. بِسَبَبِ مُساهَماتِ البَطارِيق المكبوحه مُزْدَوِجاً بكابيبو، يَتِمّ تَقْدِيمِ تَحَوَّلَ طَوْرَيَّ حَدُّونِي $\Delta \phi_q$ وَنَقِيس طَوَّرا فَعّالا $\phi_q^{\text{eff}}$ معرفا كَما يَلِي: \begin{equation} \phi_q^{\text{eff}}= \phi_q + \Delta \phi_q= \phi_q^{\text{SM}} + \phi_q^{\text{NP}} + \Delta \phi_q.\] هُنا \(\phi_q\) هُوَ الطَوْر الَّذِي نَصِل إِلَيهِ تَجْرِيبِيّا وَيَتَكَوَّن مِن الجُزْء النَمُوذَجِ القِياسِيَّ، الَّذِي يَتِمّ تَحْدِيدِهِ مِن خِلالَ المُثَلَّثِ الوَحْدَوِيِّ (UT) وَالجُزْء الجَدِيدِ الفِيزيائِيّ الَّذِي يَتَضَمَّن تَأْثِيراتِ مِن اِنْتِهاكِ CP خارِجَ النَمُوذَجِ القِياسِيَّ. المَعامِلُ \(\Delta \phi_q\) يَعْتَمِد عَلَى مُعامَلاتِ البِطْرِيق، \(a\) وَ \(\theta\)، وَيُوَفِّر مِقْياسا لَنِسْبَة مُساهَماتِ البِطْرِيق عَلَى الأَشْجارِ.

نَظَراً لِأَنَّ التَأْثِيراتِ الحدونيه الَّتِي تُمَيِّز أَنْظِمَةِ \(B^0_d \to J/ \psi K^0_s\) وَ \(B^0_s \to J/ \psi \phi\) غَيْرِ اللبتونيه صَعْبَةً الحِسابِ فِي QCD، كَوْنُها غَيْرِ تَقْرِيبِيّه، فَإِنَّنا نَتْبَع إِسْتراتِيجِيَّةِ مُخْتَلِفَةٍ، كَما هُوَ مُقَدَّمِ فِي المَرْجِعِ (Barel:2020jvf). نَحْنُ نَسْتَخْدِم قَنَواتٍ التَحَكُّمِ، حَيْثُ لا تَكُون التَأْثِيراتِ الحدونيه مكبوحه مُزْدَوِجاً بكابيبو. عَلَى وَجْهِ التَحْدِيدِ، بِاِسْتِخْدامِ تَماثُلِ نَكْهَةِ SU(3) لِلتَفاعُلِ القُوَى، يَتِمّ رَبْطُ مُعامَلاتِ البِطْرِيق لِلاِنْتِقالات \(\bar{b} \to \bar{s} c \bar{c}\) وَ \(\bar{b} \to \bar{d} c \bar{c}\) عَلَى النَحْوِ التالِي: \[\label{eq:su3_relation} a' e^{i \theta'}= a e^{i \theta}\:.\] قَنَواتٍ التَحَكُّمِ الشَرِيكَةِ لِتَحْلِل \(B^0_d \to J/\psi K^0_S\) هِيَ تَحْلِل \(B^0_s \to J/\psi K^0_S\) وَ \(B^0_d \to J/\psi \pi^0\) بَيْنَما لِ \(B^0_s \to J/\psi \phi\) لَدَينا قَناةِ \(B^0_d \to J/\psi \rho^0\). وَبِالتالِي، نَحْنُ نَسْتَفِيد مِن جَمِيعِ هٰذِهِ القَنَواتِ الخَمْسِ وَنَسْتَخْدِم عَلاقَتِها بِالتَماثُلات CP، بِاِسْتِخْدامِ العَلاقَةِ: \[\sin\left(\phi_q^{\text{eff}}\right) = {\eta_f \mathcal{A}_{\text{CP}}^{\text{mix}}(B_q\to f)} / {\sqrt{1 - \left(\mathcal{A}_{\text{CP}}^{\text{dir}}(B_q\to f)\right)^2}} \:,\] حَيْثُ \(\eta_f\) هُوَ قِيمَةَ CP لِلحالَةِ النِهائِيَّةِ \(f\). يُؤَدِّي تَناسُقَ مُتَزامِن لَمُعامَلات البِطْرِيق وَمَراحِل الخَلْط مِن تَماثُلات CP لِجَمِيعِ قَنَواتٍ \(B_s \to J/\psi X\)، حَيْثُ نَأْخُذ بِعَيْنِ الاِعْتِبارِ الاِعْتِماداتِ بَيِّنَ \(\phi_d\)، \(\Delta \phi_d\)، \(\phi_s\) وَ \(\Delta \phi_s\)، إِلَى اِسْتِخْراج المُعامَلاتِ الحدونيه المُقابَلَةِ وَمَراحِل الخَلْط: \[\label{eq:results_phiq} \phi_d = \left(45.4_{-1.1}^{+1.3}\right)^{\circ} \:, \qquad \phi_s = \left(-3.0 \pm 1.1\right)^{\circ}\:.\] هٰذِهِ هِيَ القِيَمِ المُحْدَثَةَ الأَكْثَرَ حَداثَة، وَالَّتِي تَأْخُذ تَأْثِيراتِ البِطْرِيق فِي الاِعْتِبارِ. وَنَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، فَإِنَّ النُقْطَةِ الرَئِيسِيَّةِ هِيَ أَنَّ هٰذِهِ الإِسْتراتِيجِيَّةِ تَتَضَمَّن تَأْثِيرِ البَطارِيق عَلَى تَماثُلات CP.

النُقْطَةِ الثانِيَةِ المُهِمَّةِ فِي تَحْلِيلِ هٰذِهِ التَحَلُّلات هِيَ التَحْدِيدِ النَظِيفِ لَعامِل الكَبْتَ اللَوْنِيّ \(|a_2|\) بِمُساعَدَةِ نَسَبَ الكُسُورِ الفَرْعِيَّةِ مَعَ تَحَلُّلات الشَرِيكِ شِبْهِ اللبتونيه، بِطَرِيقَةٍ مُماثِلَةٍ لِما تَمَّ اِسْتِخْدامه بِالفِعْلِ فِي حالَةِ نِظامِ \(B_s \to D_s^{\pm} K^{\mp}\) وَتَحْدِيدِ \(|a_1|\). وَبِالتالِي، يُمْكِن كِتابَةِ (Barel:2020jvf): \[\label{eq:SL_ratio} \frac{{\mathcal{B}(B^0_d \to J/\psi \pi^0)}}{{d\mathcal{B}/dq^2|_{q^2=m_{J/\psi}^2}(B^0_d \to \pi^- \ell^+ \nu_{\ell}) }} \propto \ (1 - 2 a\cos\theta\cos\gamma + a^2) \times \left[ a_2 (B_d^0\to J/\psi\pi^0) \right]^2 \:,\] وَالَّتِي تَسْمَح بِاِسْتِخْراج \(|a_2|\). فِي هٰذِهِ الحالَةِ، القِيمَةِ المُحَصِّلَةُ هِيَ \(|a_2|=0.363^{+0.066}_{-0.079}\)، وَالَّتِي تَتَوافَق جَيِّداً مَعَ التَحْلِيلِ الساذِج، مِمّا يُشِير إِلَى أَنَّ التَحْلِيلِ يَبْدُو أَنَّهُ يَعْمَل بِشَكْلٍ أَفْضَلَ مِمّا كانَ مُتَوَقَّعاً فِي هٰذِهِ الفِئَةِ مِن التَحَلُّلات.

أَخِيراً وَلِيس آخَرا، مُناقَشَةِ الجَوانِبِ المُهِمَّةِ لِظاهِرَةِ خَلْطٌ \(B^0_q\)–\(\bar B^0_q\)، نَوَدّ أَنَّ نُؤَكِّد عَلَى التَطْبِيقات المُثِيرَةِ لِلاِهْتِمامِ لِ \(\phi_d\) وَ \(\phi_s\) وَكَذٰلِكَ تَسْلِيطُ الضَوْء عَلَى مَوْضُوعِ تَحْدِيدِ رَأْسِ UT. إِحْدَى طُرُقٍ تَحْدِيدِ رَأْسِ UT هِيَ اِسْتِخْدامِ الزاوِيَةِ \(\gamma\) وَجانِب UT \(R_b\). وَمَعَ ذٰلِكَ، فِي اِسْتِخْراج \(R_b\) تُظْهِر تَوَتُّراتٌ بَيِّنَ النَهْجِ النَظَرِيَّةِ وَالتَجْرِيبِيَّة المُخْتَلِفَةِ. عَلَى وَجْهِ التَحْدِيدِ، هُناكَ تَناقُضات بَيِّنَ التَحْدِيدات الشامِلَةِ وَالحَصْرِيَّة لِعَناصِرِ المَصْفُوفَة \(|V_{ub}|\) وَ \(|V_{cb}|\). وَبِالتالِي، نَحْنُ نَدْعُو إِلَى أَنَّهُ مِن المُهِمِّ إِجْراءِ التَحْلِيلِ بِشَكْلٍ مُنْفَصِل لِلحالَةِ الشامِلَةِ وَالحَصْرِيَّة وَتَجَنُّبَ إِجْراءِ المُتَوَسِّطات، مِن أَجْلِ تَحْدِيدِ \(R_b\) وَبِالتالِي اِسْتِخْراج رَأْسِ UT. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، يَتِمّ دِراسَةٌ اِحْتِمالِ ثالِثٍ فِي الأَدَبِيّاتِ، وَهُوَ الجَمْع الهَجِين بَيِّنَ \(|V_{ub}|\) الحَصْرِيّ وَ \(|V_{cb}|\) الشامِلِ. مِن خِلالَ دِراسَةٌ اِسْتِخْراج الرَأْسِ لِكُلِّ حالَةِ وَفَوْقَ ذٰلِكَ، بِاِسْتِخْدامِ القِطَعِ الزائِد الناتِجِ عَن \(\varepsilon_K\)، نَصِل إِلَى الاِسْتِنْتاجِ بِأَنَّ السِينارِيو الهَجِين هُوَ الَّذِي يُوَفِّر الصُورَةِ الأَكْثَرَ اِتِّساقاً مَعَ النَمُوذَجِ القِياسِيَّ (DeBruyn:2022zhw). وَبِالتالِي، فِي المُسْتَقْبَلِ، يُمْكِن اِسْتِخْدامه لِحَلِّ لُغْز الشامِلِ وَالحَصْرِيّ. سُؤالٍ رَئِيسِيٍّ هُوَ مَدَى كَبِيرٍ المَجالِ لِلفِيزياء الجَدِيدَةِ فِي خَلْطٌ \(B^0_q\)–\(\bar B^0_q\). مِن خِلالَ اِسْتِخْدامِ مَراحِلِ الخَلْط، يُمْكِن اِسْتِكْشافٍ مُساهَماتِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ وَمُعَلِّمَتها، مِن خِلالَ إِجْراءِ تَناسُقات لِلمُعامَلاتِ \(\kappa_q\) وَ \(\sigma_q\). نَتائِجِ هٰذِهِ التَناسُقات لَها تَطْبِيقات مُثِيرَةٍ لِلاِهْتِمامِ فِي التَحَلُّلات النادِرَةِ اللبتونيه، وَهِيَ فِئَةٌ سَنُناقِشها لاحِقاً.

التَحَلُّلات المُهَيْمِنَةَ بِواسِطَةِ البَطارِيق

لِنُناقِش الآنَ أَنْظِمَةِ \(B \to \pi K\) وَ \(B_{(s)} \to KK\)، حَيْثُ تَأْتِي المُساهَماتِ الرَئِيسِيَّةِ مِن توبولوجيات البَطارِيق. أَوَّلاً، بِالنِسْبَةِ لَتَحَلُّلات \(B \to \pi K\)، القَناة الأَكْثَرَ إِثارَةِ لِلدِراساتِ اِنْتِهاكِ التَكافُؤ المُسْبَقِ هِيَ \(B_d^0 \to \pi^0 K_S\)، حَيْثُ أَنَّ هٰذا هُوَ الوَضْعِ الوَحِيدُ الَّذِي يُظْهِر اِنْتِهاكِ التَكافُؤ المُسْبَقِ المُخْتَلِط. كَما هُوَ مُوَضِّح فِي الصَفِّ الثالِثِ مِن الشَكْلِ، يُهَيْمِن عَلَى التَحَلُّلُ الرُسُومِ البَيانِيَّةِ للديناميكا الكموميه، وَلٰكِن البَطارِيق الكهروضعيفه تَلْعَب دَوْراً مُهِمّاً أَيْضاً. لِذٰلِكَ، مِن المُثِيرِ لِلاِهْتِمامِ بِشَكْلٍ خاصٍّ قِياسُ اِنْتِهاكِ التَكافُؤ المُسْبَقِ فِي هٰذِهِ القَناة بِأَعْلَى دِقَّةٍ.

بِاِتِّباعِ التَحْلِيلِ المُقَدَّمُ فِي المَراجِعِ (Fleischer:2018bld, Fleischer:2008wb, Buras:2004ub)، يُمْكِن اِسْتِخْدامِ العَلاقاتِ الايزوسبين بَيِّنَ سعات التَحَلُّلُ لِلحُصُولِ عَلَى اِرْتِباطاتٌ بَيِّنَ التَناظُر المُخْتَلِط وَالتَناظُر المُباشِرِ لِقَناةِ \(B_d^0 \to \pi^0 K_S\). يُعْطَى هٰذا الاِرْتِباطِ بَيِّنَ تَناظُرات التَكافُؤ المُسْبَقِ فِي الشَكْلِ. مُقارَنَةً الخُطُوطِ العَرِيضَةِ الَّتِي تَأْتِي مِن تَحْلِيلِ الايزوسبين (الخُطُوطِ العَرِيضَةِ الخَضْراءِ) مَعَ البَياناتِ الحالِيَّةِ لَتَناظُرات التَكافُؤ المُسْبَقِ (الصَلِيبِ الأَسْوَدِ)، نَجِد تَوَتُّراتٌ بَيِّنَهُما. مِن أَجْلِ حَلٍّ هٰذا اللُغْزِ يَجِب أَنَّ يَكُون هُناكَ تَغْيِيرٍ فِي البَياناتِ أَو يَجِب أَنَّ تَكُون هُناكَ تَأْثِيراتِ فِيزياء جَدِيدَةٍ فِي قِطاعِ البَطارِيق الكهروضعيفه. يَقْتَرِح قِياسُ جَدِيدٍ مِن Belle II (Veronesi:2023dak) قِيمَةَ لَتَناظُرات التَكافُؤ المُسْبَقِ لِوَضْعِ \(B_d^0 \to \pi^0 K_S\) وَالَّتِي تَبْدُو أَنَّها تَتَّفِق بِشَكْلٍ أَفْضَلَ مَعَ نَتائِجِ الايزوسبين ضِمْنَ الشُكُوكَ (الصَلِيبِ البُرْتُقالِيّ). هٰذِهِ نُقْطَةً مُثِيرَةٍ لِلاِهْتِمامِ يَجِب اِسْتِكْشافها أَكْثَرَ.

فِيما يَتَعَلَّق بِتَحَلُّل \(B_s^0 \to K^-K^+\)، لَدَينا أَوَّلِ مُلاحَظَةُ لَاِنْتَهاكَ التَكافُؤ المُسْبَقِ بِواسِطَةِ تَعاوُنٍ LHCb (LHCb:2020byh). النَتِيجَةُ المُثِيرَةِ لِلاِهْتِمامِ هِيَ أَنَّ هُناكَ فِرَقاً مُفاجِئاً بَيِّنَ تَناظُرات التَكافُؤ المُسْبَقِ المُباشِرَةِ لَتَحَلُّلات \(B_s^0 \to K^-\pi^+\) وَ \(B_d^0 \to \pi^-K^+\). كَما نوقش فِي المَرْجِعِ (Fleischer:2022rkm)، يُمْكِن لتوبولوجيات التَبادُلِ وَإِبادَةِ البَطارِيق أَنَّ تَسْتَوْعِب هٰذا الفِرَقِ عَلَى مُسْتَوَى \(20\%\). فِي نَفْسِ الوَرَقَةَ، يَتِمّ مُناقَشَةِ تَحْدِيدِ زاوِيَةِ \(\gamma\) مِن UT بِاِسْتِخْدامِ تَناظُرات التَكافُؤ المُسْبَقِ فَقَط وَبِدُونِ مَعْلُوماتٍ نِسْبَةَ التَفَرُّع. نَتِيجَةَ \(\gamma=\left( 65^{+11}_{-7}\right)^\circ\) تَتَّفِق بِشَكْلٍ مُمْتازٌ مَعَ القِيمَةِ القادِمَةِ مِن تَحَلُّلات \(B \to D K\)، وَالَّتِي تُوَفِّر تَحْدِيداً نَظِيفاً. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، يُمْكِن أَيْضاً الحُصُولِ عَلَى الطَوْر \(\phi_s\) مِن خِلالَ طَرِيقَةِ جَدِيدَةٍ بِاِسْتِخْدامِ مُعَدَّلاتِ التَفاضُلِيَّةِ شِبْهِ اللبتونيه لِ \(B^0_s\) وَ \(B^0_d\)، مِمّا يَبْرُز مَرَّةً أُخْرَى مَدَى فائِدَةٍ المَنْهَجِيَّة مَعَ النِسَبِ مَعَ تَحَلُّلات الشَرِيكِ شِبْهِ اللبتوني.

التَحَلُّلات الناتِجَةِ عَن البَطارِيق الكهروضعيفه والتوبولوجيات المُرَبَّعَةِ

تُشِير الفِئَةِ الأَخِيرَةِ إِلَى التَحَلُّلات الناتِجَةِ عَن البَطارِيق الكهروضعيفه والتوبولوجيات المُرَبَّعَةِ، مِثْلَ اِنْتِقالات \(B^0_d \to \mu^+ \mu^-\) وَ \(B \to K \ell^+ \ell^-\)، وَالَّتِي تَتَمَتَّع بِدِينامِيكِيّات أَبْسَطِ بِالنِسْبَةِ لِلتَفاعُلات القَوِيَّةِ مُقارَنَةً بِالتَحَلُّلات غَيْرِ اللبتونيه. دَعُونا نَعُود أَوَّلاً إِلَى ظاهِرَةِ خَلْطٌ \(B^0_q\)–\(\bar B^0_q\) الَّتِي ناقَشْناها فِي القِسْمِ (Sec:two) وَنَقْدَم المَزِيدِ مِن التَفاصِيلِ بِخُصُوصِ تَطْبِيقات الخَلْط عَلَى التَحَلُّلات اللبتونيه. تَعْتَمِد دِراساتٍ الفِيزياء الجَدِيدَةِ بِشَكْلٍ كَبِيرٍ عَلَى كُلِّ مِن رَأْسِ المُثَلَّثِ الوَحْدَوِيِّ وَعُنْصُرَ المَصْفُوفَة \(|V_{cb}|\). وَبِالتالِي، فِي تَحْدِيدِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ فِي تَحْلِل \(B^0_s \to \mu^+ \mu^-\)، مِن الضَرُورِيِّ أَنَّ نَتَمَكَّن مِن تَقْلِيلِ تَأْثِيرِ مُعامَلاتِ كابيبو-كوباياشي-ماسكاوا (DeBruyn:2022zhw). كَيْفَ يُمْكِننا فِعْلٍ ذٰلِكَ؟ نَحْنُ نُنْشِئ النِسْبَةِ بَيِّنَ كَسْرِ التَفَرُّع لِهٰذا التَحَلُّلُ وَفِرَقُ الكُتْلَةِ \(\Delta m_s\) (Buras:2003td, Buras:2021nns): \[R_{s\mu}= \bar{\mathcal{{B}}}(B^0_s \to \mu^+ \mu^-)/ \Delta m_s,\] حَيْثُ تَخْتَفِي عَناصِرِ كابيبو-كوباياشي-ماسكاوا فِي النَمُوذَجِ القِياسِيَّ. نُلاحِظ، مَعَ ذٰلِكَ، أَنَّهُ يَجِب عَلَينا أَخَذَ الاِعْتِباراتُ المُحْتَمَلَةِ لَمُساهَمات الفِيزياء الجَدِيدَةِ فِي خَلْطٌ \(B^0_q\)–\(\bar B^0_q\)، وِفْقاً لِتَحْلِيلِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ فِي المَرْجِعِ (DeBruyn:2022zhw). هٰذا يَسْمَح لَنا بِتَقْيِيد المُعامَلاتِ الزائِفَة القِياسِيَّةِ وَالقِياسِيَّة، \(|P^s_{\mu \mu}|\) وَ \(|S^s_{\mu \mu}|\) مِن كَسْرِ التَفَرُّع وَالنِسْبَة \(R_{s\mu}\)، وَبِالتالِي فَهُوَ نُقْطَةً مُهِمَّةً فِي دِراساتٍ الفِيزياء الجَدِيدَةِ.

لِهٰذِهِ التَحَلُّلات النادِرَةِ ظَواهِرِ مُثِيرَةٍ لِلاِهْتِمامِ تَتَعَلَّق بِاِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ وَتُشابِه التَماثُلات الزَمَنِيَّةِ المُعْتَمَدَةِ عَلَى اِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ فِي التَحَلُّلات غَيْرِ اللبتونيه. عَلَى وَجْهِ التَحْدِيدِ، بِالنِسْبَةِ لَتَحَلُّلات \(B^0_{s,d} \to \ell^+ \ell^-\)، فَإِنَّ التَماثُلات المُعْتَمَدَةِ عَلَى اِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ الناتِجَةِ عَن تَأْثِيراتِ التَداخُلَ سَتَكُون مُثِيرَةٍ لِلاِهْتِمامِ لِلقِياس وَلٰكِن هٰذا يُمَثِّل تَحَدِّيا تَجْرِيبِيّا كَبِيراً. بِالمِثْلِ، بِالنِسْبَةِ لِقَناةِ \(B^0_d \to K_S \mu^+ \mu^-\)، تُؤَدِّي تَأْثِيراتِ التَداخُلَ مِن خِلالَ خَلْطٌ \(B^0_d\)–\(\bar B^0_d\) إِلَى اِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ المستحث بِالخَلْطِ. عادَةً، بِالنِسْبَةِ لَتَأْثِيرات اِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ فِي تَحْلِيلِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ لِلتَحَلُّلات النادِرَةِ، يَتِمّ النَظَرِ فَقَط فِي المُعامَلاتِ الحَقِيقِيَّةِ. وَمَعَ ذٰلِكَ، يُمْكِن أَنَّ تَكُون مُعامَلاتِ وَيَلِسُونَ مُعَقَّدَةٌ أَيْضاً. هٰذِهِ الحالَةِ مُثِيرَةٍ لِلاِهْتِمامِ لِلاِسْتِكْشاف وَيُمْكِن العُثُورِ عَلَى مُناقَشَةِ فِي المَرْجِعِ (Fleischer:2022klb).

نُقْطَةً بارِزَةٌ تَجْرِيبِيَّةٍ هُنا هِيَ قِياسُ دِيسَمْبِر 2022 \(R_K^{(*)}\) (LHCb:2022qnv, LHCb:2022vje)، وَالَّذِي أَصْبَحَ الآنَ متوافقا مَعَ تَوَقُّعاتٍ النَمُوذَجِ القِياسِيَّ. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، فَإِنَّ مُعَدَّلاتِ التَحَلُّلُ المقاسه لَتَحَلُّلات \(B \to K \mu^+ \mu^-\) صَغِيرَةٌ جِدّاً وَأَقِلّ مِن تَوَقُّعاتٍ النَمُوذَجِ القِياسِيَّ عِنْدَ مُسْتَوَى 3.5 سَيَغُمّا. ماذا يُمْكِن أَنَّ يَعْنِي ذٰلِكَ بِالنِسْبَةِ لَاِنْتَهاكَ تَوْحِيدِ نَكْهَةِ اللبتون؟ يَسْتَكّ Explore تَأْثِيراتِ اِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ فِي تَحْلِيلِ الفِيزياء الجَدِيدَةِ لِلتَحَلُّلات النادِرَةِ مَعَ الأَخْذِ فِي الاِعْتِبارِ مُعامَلاتِ وَيَلِسُونَ المُعَقَّدَةِ. الإِسْتراتِيجِيَّةِ المُقْتَرَحَةِ تَقْتَرِح أَنَّهُ اِبْتِداءَ مِن مَعامِلِ وَيَلِسُونَ اللبتوني المُعَقَّد وَاِسْتِخْدامِ قِياسُ \(\langle R_K \rangle\) الجَدِيدِ كَمَدْخَلٍ يَسْمَح بِتَحْدِيدِ مُعامَلاتِ وَيَلِسُونَ الإِلِكْترُونِيَّةِ وَبِالتالِي اِسْتِخْراج التَماثُلِ المُباشِرِ والمستحث بِالخَلْطِ لَاِنْتَهاكَ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ لِلأَوْضاعِ الإِلِكْترُونِيَّةِ (Fleischer:2023zeo). نَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، تَقْيِيدِ مُعامَلاتِ وَيَلِسُونَ الإِلِكْترُونِيَّةِ الجَدِيدَةِ، حَيْثُ تَخْتَلِف قُوَّتِها وَمَراحِل الخَلْط بِشَكْلٍ كَبِيرٍ عَن نَظِيراتِها اللبتونيه وَيَتَّبِع نَمَطِ مُماثِلٍ لِلتَماثُلات المُعْتَمَدَةِ عَلَى اِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ بَيِّنَ الأَوْضاعِ الإِلِكْترُونِيَّةِ واللبتونيه. الاِسْتِنْتاجِ هُوَ أَنَّهُ عَلَى الرَغْمِ مِن اِخْتِفاءِ تُناقِض \(R_K\) الآنَ، إِذا كانَ هُناكَ اِنْتِهاكِ لَتَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ فِي الفِيزياء الجَدِيدَةِ، فَلا يَزال هُناكَ اِنْتِهاكِ كَبِيرٍ لِتَوْحِيدِ نَكْهَةِ الإِلِكْترُون-اللبتون عَلَى مُسْتَوَى مُعامَلاتِ وَيَلِسُونَ. هٰذا هُوَ الاِكْتِشافِ الرَئِيسِيُّ لِلبَحْثِ عَن اِنْتِهاكِ تَناظَرَ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ فِي التَحَلُّلات النِهائِيَّةِ الَّتِي تَشْمَل الإِلِكْترُونات واللبتونات وَبِالتالِي اِخْتِبارِ تَوْحِيدِ نَكْهَةِ اللبتون فِي عَصْرَ الدِقَّةِ العالِيَةِ.

الخاتِمَة

يَسْتَمِرّ اِنْتِهاكِ تَكافُؤ الشَحْنَةِ وَالتَكافُؤ لِيَكُون لاعِباً رَئِيسِيّاً فِي اِسْتِكْشافٍ قِطاعِ النَكْهَةَ وَبَحَثَ الفِيزياء الجَدِيدَةِ لِكُلِّ مِن النَظَرِيَّيْنِ وَالتَجْرِيبِيَّيْنِ. أَوْقاتِ مُثِيرَةٍ فِي الأُفُقِ!

الشُكْرِ وَالتَقْدِيرِ

أَوَدّ أَنَّ أَشْكُر مُنَظِّمِي مُؤْتَمَرٍ الجَمالِ 2023 عَلَى الدَعْوَةِ لِلمُشارَكَةِ فِي مُؤْتَمَرٍ بارِزٍ وَفُرَصه التَفاعُلات الرائِعَةِ وَالمُناقَشاتُ المُثْمِرَةِ مَعَ المُشارِكِينَ الآخَرِينَ.