Misure sui B e ricerca di nuova fisica G.F. GIUDICE
TH-CERN
Misure sui B e ricerca di nuova fisica G.F. GIUDICE
TH-CERN
PROBLEMI APERTI
Masse dei fermioni e angoli CKM
Misure di precisione teoria del sapore
Nuove sorgenti di violazione del sapore
Piu’ efficace di ricerche dirette
In susy
Forte vincolo per modelli teorici
Nuova fisica al TeV prospettiva di scoperta
Nuove sorgenti di violazione di CP
Nuova fisica nuove fasi
Conserva sapore:
Non conserva sapore:
Bariogenesi
Improbabile
test di precisione settore di gauge
LEP overconstraining: informazioni su nuova fisica
test di precisione settore di sapore
B factory overconstraining: informazioni su nuova fisica
BABAR, BELLE: 109 B in 2005;
e+e- con 1035-36 cm-2 sec–1 : 109-10 B all’anno;
BTeV con 1032 cm-2 sec–1 : 1011 B all’anno;
LHCB 1014 B all’anno;
limitati dall’incertezza teorica
Overconstraining gia’ in atto
r, h determinati da: Vub/Vcb, eK, Dmd, limite su Dms, A(BgJ/y K)
OK con eK’/ eK , Kgpnn, bgsg
Lezioni dal fit
Consistenza (entro incertezze teoriche) non banale
Misure di fisica che conserva CP a CP violato
Consistenza tra fisica del B e del K
Fisica del B gioca un ruolo determinante
Analisi con nuova fisica operatori effettivi (analogo di S,T,U)
modelli specifici (supersimmetria)
Teoria effettiva non puo’ ne’ rispettare la simmetria U(3)5,
ne’ violarla massimalmente
( qLi, uRi, dRi, lLi, eRi )
MFV: teoria effettiva invariante di gauge e di sapore con
Un solo operatore DF=2
{
Possibili ambiguita’ discrete (fine-tuning?)
L+ > 5.0 TeV L- > 6.4 TeV (99% CL)
Problema analogo a LEP
Perche’ effetti virtuali assenti a L= TeV?
In DF=1 presenti vari operatori
correlazione tra processi con B e K
limiti su processi non osservati da limiti attuali 5.6 10-10 2 10-11 KL g p0e+e- (CPdir) 2.0 10-7 5 10-10 Bd g m+ m- 2.0 10-6 1 10-8 Bs g m+ m- --- 1 10-7 Bd g t+ t- --- 3 10-6 Bs g t+ t- 5.9 10-7 4 10-10 KL g p0nn --- 2 10-5 B g Xd nn 6.4 10-4 6 10-4 B g Xs nn --- 2 10-5 B g Xd g Exp 90%CL MFV 90%CL osservabile
MODELLI SPECIFICI
FCNC: in SM loop soppressi da GIM
Particolarita’ del SM b d b d H TECHNICOLOR F F f f ` f ` f ` f f ETC ETC DmK a mf < GeV
EXTRA DIMENSIONI (cut-off della teoria di campi al TeV)
q l H, g y Accoppiamento di Yukawa
Piccola sovrapposizione delle funzioni d’onda a
Yukawa soppressa esponenzialmente
Decadimento protone soppresso se =10 tra quark e leptoni y Scambio di KK gauge a livello
albero genera FCNC:
L > 5 103 TeV
SUPERSIMMETRIA
Susy esatta: stesse proprietà di sapore del SM
Rottura susy: nuove sorgenti di violazione sapore
Quark e squark non allineati q q’ q q q’ q’ q ~ ~ g ~ g ~ Effetti a loop (se R-parità conservata)
Angoli e fasi massimali esclusi
Dipendente dal meccanismo di rottura susy
Effetto FC non disaccoppia con L (ma disaccoppia con m) ~
Possibili soluzioni
Rottura susy a bassa scala a gauge mediation
Dinamica di bassa energia determina termini soffici a
anomaly mediation
Simmetrie della gravità quantistica (universalità, allineamento, squark pesanti) a sensibilità alla scala alta Spettro di possibilità
Problema Problema risolto Problema risolto
aperto effetti osservabili nessun nuovo effetto
PROCESSI SPECIFICI
BgJ/y K
Asimmetria via mixing consistente con SM: se esistono nuovi contributi a B-B mixing, hanno la stessa fase di SM (come in MFV)
Ambiguità in b: 2b=50o (SM) oppure 2b=130o
Test di cos(2b) importante
Bgf KS , Bgh’ KS
sin2b (Bgf KS) = –0.19±0.51 BaBar
–0.73±0.66 Belle
sin2b (BgJ/y K) = 0.734±0.054
Differenza tra Bgf KS e BgJ/y K di 2.7 s. Nuova fisica? –0.39±0.41 comb. }
Interazione effettiva: bsss
Susy con mescolamenti b/s
sin2b (Bgh’ KS) = 0.76±0.36 Belle
sin2b (BgK+ K- KS, sottraendo f) = 0.5±0.5 Belle
Contributo di tree level: troppo piccolo!
Nuova fisica con struttura particolare:
~ ~ _ _ Bgh’ KS Bgf KS
Test di nuova fisica nella transizione b-s
Bs- Bs mixing
asimmetria di CP in BgXsg
BgXs l+ l-
Bsg m+ m-
Bg D*+ D*-
Estraendo la parte che viola CP da analisi angolari
sin2b (BgD*+ D*-) = –0.31±0.46
Contaminazioni di pinguini?
; difficile competere per nuova fisica _
BgXsg
Molto sensibile a nuova fisica
Uno dei vincoli piú significativi in supersimmetria
(mH+ > 200-300 GeV)
unficazione b-t in SU(5)
unificazione b-t-t in SO(10) Effetti grande tanb importanti
processi con transizione chirale
contributi lb2 trascurabili in SM
Bsgm+m-
CONCLUSIONI
Fisica del B continua a fornire informazioni su nuova fisica
Anche in assenza di nuove scoperte, contributo fondamentale (vedi LEP)
Spazio per grandi sorprese? (ambiguità discrete, transizioni b-s, violazione L,…)
Identificazione contributi subleading
Teoria finale del sapore?
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