Corrent neutre que canvia el sabor

En física de partícules, els corrents neutres que canvien el sabor o els corrents neutres que canvien el sabor (FCNC) són interaccions hipotètiques que canvien el sabor d'un fermió sense alterar la seva càrrega elèctrica.

Un exemple d'un procés de corrent neutre hipotètic (és a dir, encara no observat) que canvia el sabor al model estàndard supersimètric mínim. Un quark estrany emet un bino, convertint-se en un squark de tipus sdown, que després emet un bosó Z i reabsorbeix el bino, convertint-se en un quark down. Si les masses de squark MSSM violen el sabor, es pot produir aquest procés.

Detalls

Si es produeixen a la natura (tal com reflecteixen els termes d'interacció lagrangiana), aquests processos poden induir fenòmens que encara no s'han observat a l'experiment. En el model estàndard es poden produir corrents neutres que canvien el sabor més enllà del nivell de l'arbre, però són altament suprimits pel mecanisme GIM. Diverses col·laboracions han buscat la FCNC. L'experiment Tevatron CDF va observar proves de FCNC en la descomposició de l'estrany mesó B a mesons phi el 2005.

Els FCNC són predits genèricament per teories que intenten anar més enllà del model estàndard, com ara els models de supersimetria o technicolor. La seva supressió és necessària per a un acord amb les observacions, cosa que fa que les FCNC siguin importants limitacions per a la construcció de models.

Exemple

Considereu un model de joguina en què un bosó S no descobert pot acoblar-se tant a l'electró com a tau mitjançant el terme

$S{\bar {\psi }}_{e}\psi _{\tau }$

Atès que l'electró i el tau tenen càrregues iguals, la càrrega elèctrica de S ha de desaparèixer clarament per respectar la conservació de la càrrega elèctrica. Un diagrama de Feynman amb S com a partícula intermèdia és capaç de convertir un tau en un electró (a més d'alguns productes de desintegració neutre de S ).

L'experiment MEG a l'Institut Paul Scherrer, prop de Zuric, buscarà un procés similar, en el qual un antimuó es desintegra en un fotó i un antielectró (un positró). En el model estàndard, aquest procés només es realitza mitjançant l'emissió i la reabsorció d'una càrrega W+, que canvia el μ+ en un neutrin en emissió i després en un positró en reabsorció, i finalment emet un fotó que s'emporta qualsevol diferència d'energia, gir i moment.

En la majoria dels casos d'interès, el bosó implicat no és un bosó S nou sinó el convencional Z0  propi bosó. Això pot passar si l'acoblament a corrents neutres febles és (lleugerament) no universal. L'acoblament universal dominant al bosó Z no canvia el gust, però les contribucions no universals subdominants sí.

FCNCs que involucren la Z Els bosons per als quarks de tipus down a transferència de moment zero solen ser parametritzats pel terme d'acció efectiva

${\frac {g}{2\cos \theta _{\text{W}}}}{\overline {d}}_{L\alpha }U_{\alpha \beta }\gamma ^{\mu }d_{L\beta }Z_{\mu }$

Aquest exemple particular de FCNC s'estudia sovint perquè tenim algunes limitacions força fortes que provenen de la decadència demesons B0 a Belle i BaBar. Les entrades fora de la diagonal de U parametritzen els FCNC i les restriccions actuals les restringeixen a ser inferiors a una part en mil per | U _bs |. La contribució que prové de les correccions del model estàndard d'un bucle és realment dominant, però els experiments són prou precisos per mesurar lleus desviacions de la predicció del model estàndard.

Els experiments tendeixen a centrar-se en corrents neutres que canvien de gust en lloc de corrents carregades, perquè el corrent neutre feble (bosó Z0) no canvia el gust en el model estàndard propi a nivell de l'arbre, mentre que els corrents carregats febles (bosons W ±) fer. La nova física en els esdeveniments actuals carregats es veuria inundada per més nombroses interaccions amb bosons W ±; la nova física en el corrent neutre no quedaria emmascarada per un gran efecte a causa de la física ordinària del model estàndard.