Відкриття бозона Хіггса, яке в 2012 році зробили фізики Європейської організації ядерних досліджень CERN, що працюють на найпотужнішому прискорювачі частинок, Великому Адроном Колайдері (ВАК), стало тріумфом для вчених, що займаються фундаментальною фізикою і Стандартною Моделлю фізики елементарних частинок. Ця Стандартна Модель визначає, як формуються всі елементарні частинки, як вони поводяться і яким чином вони розпадаються на інші елементарні частинки. І досі в Стандартній Моделі досить точно описуються всі процеси і явища, що спостерігаються вченими.Проте, ні для кого не є таємницею, що існує Стандартна Модель далека від повноти. В ній відсутні частинки, які можна зарахувати до частинкам невловимою темної матерії, в Моделі не міститься жодних пояснень, чому у Всесвіті присутнє більше звичайної матерії, ніж антиматерії, і відсутній опис механізмів, за рахунок яких частинки нейтрино набувають масу.Виявлення нових видів частинок, які не існують в рамках Стандартної Моделі, служить ще одним підтвердження її неповноти і ознакою того, що сучасна наука вже готується ступити за межі цієї моделі. Але для цього не обов’язково знайти саму екзотичну частку, що виходить за рамки Стандартної Моделі, в деяких випадках достатньо зареєструвати незвичайний розпад однієї з відомих частинок, який також не вписується в рамки моделі.І зовсім недавно вчені відразу двох експериментів БАК, LHCb і CMS, оголосили про те, що їм вдалося ідентифікувати один з видів незвичайних розпадів, проаналізувавши дані, зібрані на колайдері за 2011 і 2012 роки. Але, як це не дивно, цей розпад відбувається за умов і показниках, які повністю відповідають Стандартній Моделі.Вищезгаданий розпад є розпадом частинок, званих нейтральними B-мезонами, які складаються з b-антикварка, частинки, яка важить в чотири рази більше, ніж протон. В нейтральних B-мезонах антикварк з’єднаний з другим кварком, дивним або нижнім, так що, по суті B-мезон вельми нагадує екзотичний більш важкий варіант нейтрона.
B-мезони можуть розпадатися кількома різними шляхами, найпоширеніший з яких завершується утворенням єдиного мюона (більш важкого «родича» електрона) і нейтрино. Але існує дуже рідкісний вид розпаду, який зачіпає саму важку частку у складі B-мезона, і в результаті якого на світ з’являється мюон і антимюон. Стандартна Модель визначає, що такий шлях розпаду B-мезона — це вкрай рідкісне явище, яке відбувається приблизно чотири рази на мільярд розпадів нейтральних B-мезонів одного виду, і один раз на 10 мільярдів розпадів нейтральних B-мезонів другого виду.Беручи до уваги цифри, зазначені трохи вище, пошук таких видів розпаду B-мезона є дуже важким і копіткою справою, займаючись яким необхідно відфільтрувати величезна кількість інших видів розпаду, залишивши тільки ті, які призводять до виникнення комбінації мюон-антимюон. Але, у коллайдера є датчик LHCb, однією із спеціалізацій якого є вивчення B-мезонів, і дані від цього датчика, об’єднані з даними, зібраними іншим датчиком, CMS, все ж дозволили виявити випадки унікального виду розпаду.Нейтральні B-мезони живуть достатньо довго для того, щоб переміститися на кілька сантиметрів від місця зіткнення променів протонів в прискорювачі, а два мюона, отримані під час рідкісного розпаду, є досить «розбірливою» підписом цієї події. Але, для того, щоб виявити випадки таких подій, вченим довелося провести досить велику кількість розрахунків математичних моделей, на результатах яких було вироблено навчання спеціалізованого аналітичного програмного забезпечення.Випадку звичайного розпаду B-мезонів були зареєстровані зі значенням середньоквадратичного відхилення більше шести сигм при рівні, абсолютно співпадаючому з теоретичним рівнем Стандартної Моделі. Але випадки унікальних розпадів, яких нарахували в сумі близько сотні, мали середньоквадратичне відхилення порядку 3.2 сігми, чого поки ще недостатньо для того, щоб вважати це справжнім відкриттям. Темп виявлення випадків унікального розпаду B-мезонів трохи перевищує теоретичне значення, але поки ще вкладається в рамки Стандартної Моделі.На жаль, отримані вченими результати немає ознак існування «потойбічної» фізики, що виходить за рамки Стандартної Моделі. Однак, більш високоенергетичні зіткнення, які почнуть проводитися незабаром на колайдері можуть виявити невідомі важкі частинки, які можуть бути частинками темної матерії, які в чомусь будуть подібні істинним кваркам і наявність яких збільшить кількість випадків рідкісних видів розпадів відомих частинок. І дослідники, отримавши експериментальні дані про різницю між теоретичним і практичному кількості випадків унікальних розпадів, вже мають на руках деякі підказки щодо напрямку, в якому їм потрібно «копати» далі.