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LHCb Das Experiment für Large Hadron Collider beauty ist eines von sechs Experimenten am Large Hadron Collider am CERN i

LHCb

Das LHCb-Experiment (für Large Hadron Collider beauty) ist eines von sechs Experimenten am Large Hadron Collider am CERN. LHCb ist unter anderem spezialisiert auf die Untersuchung von Zerfällen von Hadronen, die ein bottom- oder charm-Quark enthalten. Die resultierenden Präzisionsmessungen zur CP-Verletzung oder zu seltenen Zerfällen erlauben sensitive Tests des Standardmodells. Sprecher des Experiments ist seit 1. Juli 2020 Chris Parkes, Nachfolger von Giovanni Passaleva (2017–2020 in dieser Funktion).

Large Hadron Collider (LHC)
Anordnung der verschiedenen Beschleuniger und Detektoren des LHC
Detektoren
 Teilweise aufgebaut:
Vorbeschleuniger
Schnitt durch den LHCb Detektor

Aufbau des LHCb-Detektors Bearbeiten

B-Mesonen werden vor allem durch Prozesse der starken Wechselwirkung erzeugt. Dabei werden ein b-Quark plus ein b-Antiquark zusammen erzeugt. Messungen zu neutralen B-Mesonen erfordern die Kenntnis, ob zum Zeitpunkt der Erzeugung ein b-Quark oder b-Antiquark vorlag. Dazu werden die Zerfallsprodukte beider B-Mesonen im Ereignis untersucht. Bei Erzeugung eines b-Quarks in Richtung der Strahlachse ist die Wahrscheinlichkeit maximal, dass auch das Partnerteilchen in diese Richtung fliegt. Dies erklärt die Geometrie des LHCb-Detektors, der als Vorwärtsspektrometer aufgebaut ist. Aus Kostengründen ist nur eine der beiden möglichen Richtungen instrumentiert.

Wie alle großen LHC-Detektoren verfügt auch der LHCb-Detektor über ein Strahlmonitorsystem (Beam Conditions Monitor, BCM). Der BCM überwacht mittels Diamant-Sensoren, die nahe der Strahlachse montiert sind, die Strahlqualität. Die Sensoren messen die Ionisation, die geladene Teilchen beim Durchgang erzeugen. Übersteigt das Signal bestimmte Schwellen, wird der Strahl im LHC automatisch aus dem Beschleuniger heraus geleitet und entsorgt (beam dump), um den Detektor vor Schäden durch außer Kontrolle geratene Strahlen zu schützen.

Vertexdetektor VELO Bearbeiten

B-Mesonen haben eine sehr kurze Lebenszeit und zerfallen bereits nach wenigen Millimetern Flugstrecke. Mit dem VELO-Detektor ist eine genaue Positionsbestimmung des Zerfallsorts möglich und die Teilchenspuren im Detektor lassen sich ihrem Ursprungsort zuordnen.

Der Vertexdetektor besteht aus 42 halbkreisförmigen Halbleiter-Spurdetektoren, die entlang des Strahls um den Kollisionspunkt herum angeordnet sind. Die Halbleiterdetektoren mit einer Dicke von jeweils 0,3 mm haben eine Auflösung von 10 µm und die nächsten Teile befinden sich in einem Abstand von lediglich 7 mm zum Strahl. Durch diese Anordnung können die Kollisionspunkte mit einer Auflösung von unter 50 µm ermittelt werden.

Während der Testphase und bei der Befüllung des LHC kann es zu Instabilitäten des Strahls kommen. Um die strahlnahen Detektoren vor dem hochenergetischen Strahl zu schützen, sind die Detektoren auf Schlitten montiert und werden erst nach der Stabilisation des Strahls in die Strahlnähe gefahren, ansonsten befinden sie sich in der Ruheposition 35 mm vom Strahl entfernt. Das gesamte VELO-Detektorsystem befindet sich in einer Vakuumkammer. Die Detektoren werden über ein CO2-Kühlsystem auf etwa −25 °C gekühlt.

RICH-Detektoren Bearbeiten

Direkt hinter dem VELO-Detektor befindet sich der RICH-1-Detektor. Es handelt sich um einen Ring-imaging Cherenkov detector, in dem aus der Tscherenkow-Strahlung geladener Teilchen beim Durchgang durch ein optisch dichtes Medium die Geschwindigkeit der Teilchen ermittelt werden kann.

Im RICH-1 kommen zwei optische Medien mit verschiedenem Brechungsindex zum Einsatz, zuerst eine Scheibe aus Aerogel, gefolgt von einem mit Perfluorbutan-Gas (C4F10) gefüllten Raum, womit ein weites Impulsspektrum von 1 bis 50 GeV/c vermessen werden kann. Die Tscherenkow-Strahlung wird über zwei Spiegelsysteme aus dem Strahlengang herausgeleitet und von einem System aus 196 Photodetektoren aufgenommen.

Der RICH-2-Detektor befindet sich weiter hinten und dient der Messung von Teilchen mit höherem Impuls (Bis etwa 150 GeV/c). Auf diese Art kann über einen großen Energiebereich hinweg die Geschwindigkeit der Teilchen und damit auch ihre Masse vermessen werden, was für die Teilchenidentifikation wichtig ist.

Tracking-System Bearbeiten

Das Tracking-System besteht aus den Siliziumdetektoren des Tracker Turicensis vor dem Magneten und den Drahtkammern (Straw-Detektor) des Outer Tracker bzw. den Siliziumdetektoren des Inner Tracker hinter dem Magneten. Damit kann die Flugbahn der Teilchen ermittelt werden (tracking) – man kann die Spuren vor dem Magneten den Spuren hinter dem Magneten zuordnen und erhält über den Ablenkwinkel darin eine Messung des Teilchenimpulses. Auch die Daten des VELO werden zum Tracking genutzt.

Kalorimeter Bearbeiten

In den Kalorimetern werden die meisten Teilchen gestoppt und ihre Energie sowie ihre Flugrichtung erneut bestimmt. Wichtig ist das vor allem für ungeladene Teilchen, da diese in den anderen Detektorteilen nicht beobachtet werden können. Dabei werden zunächst Elektronen, Positronen und Photonen im elektromagnetischen Kalorimeter (ECAL) gestoppt, im nachfolgenden hadronischen Kalorimeter (HCAL) werden dann alle Hadronen detektiert.

Myon-System Bearbeiten

Den letzten Teil des Detektors bilden die Myon-Kammern: Diese sind speziell auf den Nachweis von Myonen ausgelegt, die bei einigen wichtigen Zerfällen im Detektor entstehen.

Trigger Bearbeiten

Der LHCb-Detektor verfügt über ein zweistufiges Trigger-System. In einem ersten Schritt werden hauptsächlich Treffer im Myon-System und Energiedepositionen im Kalorimeter zur Entscheidungsfindung herangezogen, da diese schnell auswertbar sind. Die erste Triggerstufe reduziert die Ereignisrate von 20 MHz auf 1 MHz. Mit dieser Rate werden danach die gesamten Detektordaten ausgelesen, und das jeweilige Ereignis wird auf einer Rechnerfarm weiter verarbeitet. Die Zahl der Ereignisse wird dann auf ca. 5000/s reduziert, die dann gespeichert werden und für die weitere Analyse zur Verfügung stehen.

Datenaufzeichnung Bearbeiten

Im Jahr 2010/2011 wurden Daten bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV mit einer integrierten Luminosität von 1,145 fb−1 aufgezeichnet. Im Jahr 2012 betrug die integrierte Luminosität bei einer Schwerpunktsenergie von 8 TeV bereits 2,082 fb−1. Die instantane Luminosität wird seit 2011 wenn möglich durch geeignetes Versetzen der Strahlen konstant auf 4·1032cm−2s−1 gehalten und ist damit etwa doppelt so groß wie ursprünglich geplant. 2012 wurden die Ereignisse mit einer Rate von bis zu 5000/s statt der zunächst vorgesehenen Rate von 2000/s gespeichert.

Resultate Bearbeiten

Bis September 2014 sind bereits 219 Veröffentlichungen zu Ergebnissen der LHCb-Kollaboration in referierten Journalen erschienen, die ein breites Spektrum an Analysethemen umfassen.

Besondere Aufmerksamkeit erfuhr Ende 2012 die Suche nach dem seltenen Zerfall Bs→μ+μ−. Im November 2012 konnte die Kollaboration diesen Zerfall erstmals mit einer statistischen Signifikanz von 3,5σ nachweisen. Das gemessene Verzweigungsverhältnis von (3,2+1,5−1,2)10−9 stimmt bestens mit der Vorhersage des Standardmodells überein. Durch diese Messungen konnten zahlreiche Modelle „Neuer Physik“ eingeschränkt werden. Das CMS-Experiment konnte diese Messung seitdem bestätigen.

Unerwartet war die Messung von CP-Verletzung bei D-Mesonen, die deutlich größer als die theoretischen Vorhersagen ausfiel. Die Interpretation war zunächst unklar, zumal eine statistische Fluktuation nicht ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus scheinen auch die Berechnungen noch Spielraum für eine etwas größere CP-Verletzung zu lassen. Neuere Messungen mit einem größeren Datensatz sind mit den Theorievorhersagen vereinbar.

Am 13. Juli 2015 berichteten LHCb-Forscher von der Entdeckung zweier Pentaquark-Charmonium-Zustände (Pentaquarks mit Beteiligung von Charm- und Anti-Charm-Quarks) beim Zerfall des Lambda-b-Baryons .

2016 gaben sie die Entdeckung mehrerer Tetraquarks bekannt, eines seit längerem gesuchten Typs exotischer Hadronen.

Weiterhin deuten mehrere Publikationen durch LHCb darauf hin, dass Leptonuniversalität – die Eigenschaft, dass sich Leptonen (Elektron, Myon, Tau-Lepton) nicht in ihren Wechselwirkungen, sondern nur in ihren Massen unterscheiden – verletzt sein könnte. Weitere Studien mit größeren Datensätzen sind nötig, um dies entweder klar nachzuweisen oder aufzuzeigen, dass die älteren Messungen nicht auf einer Verletzung der Leptonuniversalität beruhten. 2021 wurde von der LHCb-Kollaboration ein Signifikanzwert von 3,1 Standardabweichungen für die Verletzung der Leptonzahluniversalität im seltenen Zerfall des B+ Mesons veröffentlicht. Der Zerfall B+ → K+e+e− tritt etwas häufiger auf als der von B+ → K+ μ+μ−. Um als Entdeckung anerkannt zu werden (mindestens 5 Standardabweichungen) müssen noch mehr Daten gesammelt werden. Eine mögliche Erklärung jenseits des Standardmodells wären Leptoquarks. Nach Aussagen der Kollaboration (Leiter der Analyse Eluned Smith, Martino Borsato, Johannes Albrecht) sind die neuen Messungen aber konsistent mit Hinweisen auf andere kleine Abweichungen vom Standardmodell in jüngerer Zeit.

Kollaboration Bearbeiten

Zur LHCb-Kollaboration gehören rund 1350 Wissenschaftler von 70 Instituten aus 17 Ländern (Stand August 2015). Deutschland ist mit den Universitäten Aachen, Bonn, Dortmund, Heidelberg und Rostock sowie dem Max-Planck-Institut für Kernphysik vertreten, die Schweiz mit der Universität Zürich und der ETH Lausanne.

LHCb Upgrade Bearbeiten

Die LHCb Kollaboration plant im für 2018 vorgesehenen zweiten langen Shutdown des LHCs ein Upgrade des Experiments. Ziel dieser Maßnahmen ist eine Datennahme bei einer höheren instantanen Luminosität von 2·1033/cm2/s mit dafür optimiertem Detektor und Trigger. Eine Besonderheit des geplanten Triggers ist es, dass nun alle Kollisionsereignisse von der Rechnerfarm verarbeitet werden, wodurch z. B. Ereignisse mit hadronischen B-Zerfällen deutlich häufiger erkannt werden können.

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Commons: LHCb – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Ana Lopes: New spokesperson for the LHCb collaboration. CERN, 30. Juni 2020, abgerufen am 3. Juli 2020 (englisch).
  2. GiovanniPassaleva. Abgerufen am 4. Dezember 2017 (englisch).
  3. C. Ilgner et al.: The Beam Conditions Monitor of the LHCb-Experiment. arxiv:1001.2487
  4. The Large Hadron Collider Beauty experiment / VELO. CERN / LHCb, 15. Mai 2008, abgerufen am 20. März 2010 (englisch).
  5. The Large Hadron Collider Beauty experiment / RICH detectors. CERN / LHCb, 15. Mai 2008, abgerufen am 21. März 2010 (englisch).
  6. LHCb Operations Plots. CERN / LHCb, abgerufen am 10. Januar 2016 (englisch).
  7. LHCb papers. LHCb, abgerufen am 20. September 2014.
  8. R. Aaij et al. (LHCb Kollaboration): First evidence for the decay Bs→μ+μ−. In: Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 021801, arxiv:1211.2674.
  9. CP violation in charm decays. LHCb, abgerufen am 10. Februar 2013 (englisch).
  10. Th. Feldmann, S. Nanda, A. Soni: Repercussions of Flavour Symmetry Breaking on CP Violation in D-Meson Decays. arxiv:1202.3795.
  11. Search for direct CP violation in D0→h−h+ modes using semileptonic B decays. LHCb Kollaboration, 12. März 2013, abgerufen am 20. September 2014 (englisch).
  12. A search for time-integrated CP violation in D0→K−K+ and D0→π−π+ decays. LHCb Kollaboration, 1. März 2013, abgerufen am 20. September 2014 (englisch).
  13. Observation of particles composed of five quarks, pentaquark-charmonium states, seen in decays. 14. Juli 2015, abgerufen am 14. Juli 2015 (englisch).
  14. LHCb collaboration: Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in decays In: Phys. Rev. Lett. 115, 072001 (2015), arxiv:1507.03414
  15. An interesting result presented at the LHCP conference. 3. Juni 2014, abgerufen am 4. Dezember 2017 (englisch).
  16. LHCb collaboration: Test of lepton universality using decays In: Phys. Rev. Lett. 113, 151601 (2014), arxiv:1406.6482.
  17. An intriguing anomaly. 25. Mai 2015, abgerufen am 4. Dezember 2017 (englisch).
  18. LHCb collaboration: Measurement of the ratio of branching fractions In: Phys. Rev. Lett. 115, 111803 (2015), arxiv:1506.08614.
  19. Lepton universality test probes physics beyond the Standard Model. 18. April 2017, abgerufen am 4. Dezember 2017 (englisch).
  20. LHCb collaboration: Test of lepton universality with decays In: JHEP 08 (2017) 055, arxiv:1705.05802.
  21. New test of lepton universality. 6. Juni 2017, abgerufen am 4. Dezember 2017 (englisch).
  22. First test of lepton universality using charmed-beauty meson decays. 13. September 2017, abgerufen am 4. Dezember 2017 (englisch).
  23. LHCb collaboration: Measurement of the ratio of branching fractions In: arxiv:1711.05623.
  24. LHCb Kollaboration, R. Aaij u. a.: Test of lepton universality in beauty-quark decays, LHCb-PAPER-2021-004, CERN-EP-2021-042, Arxiv
  25. Wackelnde Symmetrie - Neue Messungen am CERN stellen physikalische Gesetze in Frage. Pro-Physik, 24. März 2021
  26. Liste der Teilnehmer, abgerufen am 2. August 2015
  27. (Nicht mehr online verfügbar.) LHCb Kollaboration, 6. Januar 2016, archiviert vom Original am 10. Januar 2016; abgerufen am 10. Januar 2016 (englisch).
  28. Framework TDR for the LHCb Upgrade: Technical Design Report. CERN / LHCb, abgerufen am 3. Februar 2013 (englisch).
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Veröffentlichungsdatum:
Das LHCb Experiment fur Large Hadron Collider beauty ist eines von sechs Experimenten am Large Hadron Collider am CERN LHCb ist unter anderem spezialisiert auf die Untersuchung von Zerfallen von Hadronen die ein bottom oder charm Quark enthalten Die resultierenden Prazisionsmessungen zur CP Verletzung oder zu seltenen Zerfallen erlauben sensitive Tests des Standardmodells Sprecher des Experiments ist seit 1 Juli 2020 Chris Parkes 1 Nachfolger von Giovanni Passaleva 2017 2020 in dieser Funktion 2 Large Hadron Collider LHC Anordnung der verschiedenen Beschleuniger und Detektoren des LHCDetektorenATLAS CMS LHCb ALICE LHCf TOTEM FASER Teilweise aufgebaut MoEDALVorbeschleunigerLinearbeschleuniger fur Protonen p bzw Bleikerne Pb Proton Synchrotron Booster PSB Proton Synchrotron PS Super Proton Synchrotron SPS Schnitt durch den LHCb DetektorInhaltsverzeichnis 1 Aufbau des LHCb Detektors 1 1 Vertexdetektor VELO 1 2 RICH Detektoren 1 3 Tracking System 1 4 Kalorimeter 1 5 Myon System 1 6 Trigger 2 Datenaufzeichnung 3 Resultate 4 Kollaboration 5 LHCb Upgrade 6 Siehe auch 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseAufbau des LHCb Detektors BearbeitenB Mesonen werden vor allem durch Prozesse der starken Wechselwirkung erzeugt Dabei werden ein b Quark plus ein b Antiquark zusammen erzeugt Messungen zu neutralen B Mesonen erfordern die Kenntnis ob zum Zeitpunkt der Erzeugung ein b Quark oder b Antiquark vorlag Dazu werden die Zerfallsprodukte beider B Mesonen im Ereignis untersucht Bei Erzeugung eines b Quarks in Richtung der Strahlachse ist die Wahrscheinlichkeit maximal dass auch das Partnerteilchen in diese Richtung fliegt Dies erklart die Geometrie des LHCb Detektors der als Vorwartsspektrometer aufgebaut ist Aus Kostengrunden ist nur eine der beiden moglichen Richtungen instrumentiert Wie alle grossen LHC Detektoren verfugt auch der LHCb Detektor uber ein Strahlmonitorsystem Beam Conditions Monitor BCM 3 Der BCM uberwacht mittels Diamant Sensoren die nahe der Strahlachse montiert sind die Strahlqualitat Die Sensoren messen die Ionisation die geladene Teilchen beim Durchgang erzeugen Ubersteigt das Signal bestimmte Schwellen wird der Strahl im LHC automatisch aus dem Beschleuniger heraus geleitet und entsorgt beam dump um den Detektor vor Schaden durch ausser Kontrolle geratene Strahlen zu schutzen Vertexdetektor VELO Bearbeiten B Mesonen haben eine sehr kurze Lebenszeit und zerfallen bereits nach wenigen Millimetern Flugstrecke Mit dem VELO Detektor ist eine genaue Positionsbestimmung des Zerfallsorts moglich und die Teilchenspuren im Detektor lassen sich ihrem Ursprungsort zuordnen Der Vertexdetektor besteht aus 42 halbkreisformigen Halbleiter Spurdetektoren die entlang des Strahls um den Kollisionspunkt herum angeordnet sind Die Halbleiterdetektoren mit einer Dicke von jeweils 0 3 mm haben eine Auflosung von 10 µm und die nachsten Teile befinden sich in einem Abstand von lediglich 7 mm zum Strahl Durch diese Anordnung konnen die Kollisionspunkte mit einer Auflosung von unter 50 µm ermittelt werden Wahrend der Testphase und bei der Befullung des LHC kann es zu Instabilitaten des Strahls kommen Um die strahlnahen Detektoren vor dem hochenergetischen Strahl zu schutzen sind die Detektoren auf Schlitten montiert und werden erst nach der Stabilisation des Strahls in die Strahlnahe gefahren ansonsten befinden sie sich in der Ruheposition 35 mm vom Strahl entfernt Das gesamte VELO Detektorsystem befindet sich in einer Vakuumkammer Die Detektoren werden uber ein CO2 Kuhlsystem auf etwa 25 C gekuhlt 4 RICH Detektoren Bearbeiten Direkt hinter dem VELO Detektor befindet sich der RICH 1 Detektor Es handelt sich um einen Ring imaging Cherenkov detector in dem aus der Tscherenkow Strahlung geladener Teilchen beim Durchgang durch ein optisch dichtes Medium die Geschwindigkeit der Teilchen ermittelt werden kann Im RICH 1 kommen zwei optische Medien mit verschiedenem Brechungsindex zum Einsatz zuerst eine Scheibe aus Aerogel gefolgt von einem mit Perfluorbutan Gas C4F10 gefullten Raum womit ein weites Impulsspektrum von 1 bis 50 GeV c vermessen werden kann Die Tscherenkow Strahlung wird uber zwei Spiegelsysteme aus dem Strahlengang herausgeleitet und von einem System aus 196 Photodetektoren aufgenommen 5 Der RICH 2 Detektor befindet sich weiter hinten und dient der Messung von Teilchen mit hoherem Impuls Bis etwa 150 GeV c Auf diese Art kann uber einen grossen Energiebereich hinweg die Geschwindigkeit der Teilchen und damit auch ihre Masse vermessen werden was fur die Teilchenidentifikation wichtig ist Tracking System Bearbeiten Das Tracking System besteht aus den Siliziumdetektoren des Tracker Turicensis vor dem Magneten und den Drahtkammern Straw Detektor des Outer Tracker bzw den Siliziumdetektoren des Inner Tracker hinter dem Magneten Damit kann die Flugbahn der Teilchen ermittelt werden tracking man kann die Spuren vor dem Magneten den Spuren hinter dem Magneten zuordnen und erhalt uber den Ablenkwinkel darin eine Messung des Teilchenimpulses Auch die Daten des VELO werden zum Tracking genutzt Kalorimeter Bearbeiten In den Kalorimetern werden die meisten Teilchen gestoppt und ihre Energie sowie ihre Flugrichtung erneut bestimmt Wichtig ist das vor allem fur ungeladene Teilchen da diese in den anderen Detektorteilen nicht beobachtet werden konnen Dabei werden zunachst Elektronen Positronen und Photonen im elektromagnetischen Kalorimeter ECAL gestoppt im nachfolgenden hadronischen Kalorimeter HCAL werden dann alle Hadronen detektiert Myon System Bearbeiten Den letzten Teil des Detektors bilden die Myon Kammern Diese sind speziell auf den Nachweis von Myonen ausgelegt die bei einigen wichtigen Zerfallen im Detektor entstehen Trigger Bearbeiten Der LHCb Detektor verfugt uber ein zweistufiges Trigger System In einem ersten Schritt werden hauptsachlich Treffer im Myon System und Energiedepositionen im Kalorimeter zur Entscheidungsfindung herangezogen da diese schnell auswertbar sind Die erste Triggerstufe reduziert die Ereignisrate von 20 MHz auf 1 MHz Mit dieser Rate werden danach die gesamten Detektordaten ausgelesen und das jeweilige Ereignis wird auf einer Rechnerfarm weiter verarbeitet Die Zahl der Ereignisse wird dann auf ca 5000 s reduziert die dann gespeichert werden und fur die weitere Analyse zur Verfugung stehen Datenaufzeichnung BearbeitenIm Jahr 2010 2011 wurden Daten bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV mit einer integrierten Luminositat von 1 145 fb 1 aufgezeichnet Im Jahr 2012 betrug die integrierte Luminositat bei einer Schwerpunktsenergie von 8 TeV bereits 2 082 fb 1 6 Die instantane Luminositat wird seit 2011 wenn moglich durch geeignetes Versetzen der Strahlen konstant auf 4 1032cm 2s 1 gehalten und ist damit etwa doppelt so gross wie ursprunglich geplant 2012 wurden die Ereignisse mit einer Rate von bis zu 5000 s statt der zunachst vorgesehenen Rate von 2000 s gespeichert Resultate BearbeitenBis September 2014 sind bereits 219 Veroffentlichungen zu Ergebnissen der LHCb Kollaboration in referierten Journalen erschienen die ein breites Spektrum an Analysethemen umfassen 7 Besondere Aufmerksamkeit erfuhr Ende 2012 die Suche nach dem seltenen Zerfall Bs m m Im November 2012 konnte die Kollaboration diesen Zerfall erstmals mit einer statistischen Signifikanz von 3 5s nachweisen Das gemessene Verzweigungsverhaltnis von 3 2 1 5 1 2 10 9 stimmt bestens mit der Vorhersage des Standardmodells uberein Durch diese Messungen konnten zahlreiche Modelle Neuer Physik eingeschrankt werden 8 Das CMS Experiment konnte diese Messung seitdem bestatigen Unerwartet war die Messung von CP Verletzung bei D Mesonen die deutlich grosser als die theoretischen Vorhersagen ausfiel 9 Die Interpretation war zunachst unklar zumal eine statistische Fluktuation nicht ausgeschlossen werden kann Daruber hinaus scheinen auch die Berechnungen noch Spielraum fur eine etwas grossere CP Verletzung zu lassen 10 Neuere Messungen mit einem grosseren Datensatz sind mit den Theorievorhersagen vereinbar 11 12 Am 13 Juli 2015 berichteten LHCb Forscher von der Entdeckung zweier Pentaquark Charmonium Zustande Pentaquarks mit Beteiligung von Charm und Anti Charm Quarks beim Zerfall des Lambda b Baryons L b 0 displaystyle Lambda b 0 nbsp 13 14 2016 gaben sie die Entdeckung mehrerer Tetraquarks bekannt eines seit langerem gesuchten Typs exotischer Hadronen Weiterhin deuten mehrere Publikationen durch LHCb darauf hin dass Leptonuniversalitat die Eigenschaft dass sich Leptonen Elektron Myon Tau Lepton nicht in ihren Wechselwirkungen sondern nur in ihren Massen unterscheiden verletzt sein konnte Weitere Studien mit grosseren Datensatzen sind notig um dies entweder klar nachzuweisen oder aufzuzeigen dass die alteren Messungen nicht auf einer Verletzung der Leptonuniversalitat beruhten 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2021 wurde von der LHCb Kollaboration ein Signifikanzwert von 3 1 Standardabweichungen 24 fur die Verletzung der Leptonzahluniversalitat im seltenen Zerfall des B Mesons veroffentlicht Der Zerfall B K e e tritt etwas haufiger auf als der von B K m m Um als Entdeckung anerkannt zu werden mindestens 5 Standardabweichungen mussen noch mehr Daten gesammelt werden Eine mogliche Erklarung jenseits des Standardmodells waren Leptoquarks Nach Aussagen der Kollaboration Leiter der Analyse Eluned Smith Martino Borsato Johannes Albrecht sind die neuen Messungen aber konsistent mit Hinweisen auf andere kleine Abweichungen vom Standardmodell in jungerer Zeit 25 Kollaboration BearbeitenZur LHCb Kollaboration gehoren rund 1350 Wissenschaftler von 70 Instituten aus 17 Landern Stand August 2015 26 Deutschland ist mit den Universitaten Aachen Bonn Dortmund Heidelberg und Rostock sowie dem Max Planck Institut fur Kernphysik vertreten die Schweiz mit der Universitat Zurich und der ETH Lausanne 27 LHCb Upgrade BearbeitenDie LHCb Kollaboration plant im fur 2018 vorgesehenen zweiten langen Shutdown des LHCs ein Upgrade des Experiments Ziel dieser Massnahmen ist eine Datennahme bei einer hoheren instantanen Luminositat von 2 1033 cm2 s mit dafur optimiertem Detektor und Trigger 28 Eine Besonderheit des geplanten Triggers ist es dass nun alle Kollisionsereignisse von der Rechnerfarm verarbeitet werden wodurch z B Ereignisse mit hadronischen B Zerfallen deutlich haufiger erkannt werden konnen Siehe auch BearbeitenMoEDALWeblinks Bearbeiten nbsp Commons LHCb Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien LHCb Public Webpage LHCb auf weltmaschine de offizielle Webseite der deutschen LHC Forscher LHCb section from US LHC Website Aufbau des LHCb Detektors deutsch Bilder vom Aufbau des VELO DetektorsEinzelnachweise Bearbeiten Ana Lopes New spokesperson for the LHCb collaboration CERN 30 Juni 2020 abgerufen am 3 Juli 2020 englisch GiovanniPassaleva Abgerufen am 4 Dezember 2017 englisch C Ilgner et al The Beam Conditions Monitor of the LHCb Experiment arxiv 1001 2487 The Large Hadron Collider Beauty experiment VELO CERN LHCb 15 Mai 2008 abgerufen am 20 Marz 2010 englisch The Large Hadron Collider Beauty experiment RICH detectors CERN LHCb 15 Mai 2008 abgerufen am 21 Marz 2010 englisch LHCb Operations Plots CERN LHCb abgerufen am 10 Januar 2016 englisch LHCb papers LHCb abgerufen am 20 September 2014 R Aaij et al LHCb Kollaboration First evidence for the decay Bs m m In Phys Rev Lett 110 2013 021801 arxiv 1211 2674 CP violation in charm decays LHCb abgerufen am 10 Februar 2013 englisch Th Feldmann S Nanda A Soni Repercussions of Flavour Symmetry Breaking on CP Violation in D Meson Decays arxiv 1202 3795 Search for direct CP violation in D0 h h modes using semileptonic B decays LHCb Kollaboration 12 Marz 2013 abgerufen am 20 September 2014 englisch A search for time integrated CP violation in D0 K K and D0 p p decays LHCb Kollaboration 1 Marz 2013 abgerufen am 20 September 2014 englisch Observation of particles composed of five quarks pentaquark charmonium states seen in L b 0 J ps p K displaystyle Lambda b 0 to J psi pK nbsp decays 14 Juli 2015 abgerufen am 14 Juli 2015 englisch LHCb collaboration Observation of J psp resonances consistent with pentaquark states in L b 0 J ps K p displaystyle Lambda b 0 to J psi K p nbsp decays In Phys Rev Lett 115 072001 2015 arxiv 1507 03414 An interesting result presented at the LHCP conference 3 Juni 2014 abgerufen am 4 Dezember 2017 englisch LHCb collaboration Test of lepton universality using B K ℓ ℓ displaystyle B to K ell ell nbsp decays In Phys Rev Lett 113 151601 2014 arxiv 1406 6482 An intriguing anomaly 25 Mai 2015 abgerufen am 4 Dezember 2017 englisch LHCb collaboration Measurement of the ratio of branching fractions B B 0 D t n t B B 0 D m n m displaystyle mathcal B overline B 0 to D tau overline nu tau mathcal B overline B 0 to D mu overline nu mu nbsp In Phys Rev Lett 115 111803 2015 arxiv 1506 08614 Lepton universality test probes physics beyond the Standard Model 18 April 2017 abgerufen am 4 Dezember 2017 englisch LHCb collaboration Test of lepton universality with B 0 K 0 ℓ ℓ displaystyle B 0 rightarrow K 0 ell ell nbsp decays In JHEP 08 2017 055 arxiv 1705 05802 New test of lepton universality 6 Juni 2017 abgerufen am 4 Dezember 2017 englisch First test of lepton universality using charmed beauty meson decays 13 September 2017 abgerufen am 4 Dezember 2017 englisch LHCb collaboration Measurement of the ratio of branching fractions B B c J ps t n t B B c J ps m n m displaystyle mathcal B B c to J psi tau nu tau mathcal B B c to J psi mu nu mu nbsp In arxiv 1711 05623 LHCb Kollaboration R Aaij u a Test of lepton universality in beauty quark decays LHCb PAPER 2021 004 CERN EP 2021 042 Arxiv Wackelnde Symmetrie Neue Messungen am CERN stellen physikalische Gesetze in Frage Pro Physik 24 Marz 2021 Liste der Teilnehmer abgerufen am 2 August 2015 LHCb Collaboration as of 6 Jan 2016 Nicht mehr online verfugbar LHCb Kollaboration 6 Januar 2016 archiviert vom Original am 10 Januar 2016 abgerufen am 10 Januar 2016 englisch Framework TDR for the LHCb Upgrade Technical Design Report CERN LHCb abgerufen am 3 Februar 2013 englisch Detektoren des Large Hadron Collider ATLAS CMS ALICE LHCb LHCf TOTEM MoEDAL FASER Normdaten Sachbegriff GND 1072161370 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title LHCb amp oldid 238703000