Depuis la découverte de la violation de la parité par l’interaction faible en 1956, ce phénomène a été amplement étudié et aujourd’hui, la violation maximale de la parité par l’interaction faible est une propriété du Modèle Standard de la physique des particules. Une des conséquences de cette propriété est que, selon le Modèle Standard, les photons émis dans les transitions impliquant l’interaction faible est de polarisation gauche. L'expérience LHCb, située auprès du LHC (CERN), a récemment étudié cette propriété pour les photons émis dans les transitions de type b→sγ. En effet, s'il s'avérait que ces photons pouvaient aussi être émis avec une polarisation droite, cela pourrait être le signe qu'une physique nouvelle, au-delà du Modèle Standard, intervient également dans ces transitions rares.

En effet, les transitions b→sγ sont rares : moins de 1 quark b sur 1 000 se transforme en un quark s et un photon. Elles ont été étudiées depuis près de 30 ans auprès de nombreuses expériences dans le monde entier. La collaboration LHCb, en utilisant une méthode novatrice mise au point par des physiciens de l'équipe LHCb d’IJCLab (Pôle PHE), a utilisé le plus grand échantillon au monde de désintégrations B⁰ →K^*0e⁺e^- et elle a isolé celles qui viennent de la désintégration B⁰ →K^*0 γ où le photon (virtuel) se matérialise finalement en une paire e⁺e^-, afin d'identifier les désintégrations causées par la transition b→sγ. Les distributions angulaires des produits de la désintégration B⁰ →K^*0e⁺e^- peuvent être utilisées comme un polarimètre pour obtenir la polarisation du photon. Les mesures sont en bon accord avec le Modèle Standard, mais l’incertitude est complètement dominée par la taille de l’échantillon. Une amélioration de la mesure est donc attendue avec l’ensemble des données qui seront enregistrées lors du Run3 (jusqu’en 2025) et pourra peut-être mettre en évidence une petite fraction de polarisation droite.

Plus d'informations : https://arxiv.org/abs/2010.06011