En física de partículas , las corrientes neutrales que cambian el sabor o corrientes neutrales que cambian el sabor ( FCNC ) son interacciones hipotéticas que cambian el sabor de un fermión sin alterar su carga eléctrica .
Si ocurren en la naturaleza (como se refleja en los términos de interacción lagrangianos ), estos procesos pueden inducir fenómenos que aún no se han observado en experimentos. Las corrientes neutrales que cambian el sabor pueden ocurrir en el Modelo Estándar más allá del nivel de árbol , pero están altamente suprimidas por el mecanismo GIM . Varias colaboraciones han buscado FCNC. [1] [2] [3] El experimento CDF de Tevatron observó evidencia de FCNC en la desintegración del extraño mesón B a mesones phi en 2005. [4]
Las FCNC se predicen de forma genérica mediante teorías que intentan ir más allá del Modelo Estándar, como los modelos de supersimetría o technicolor . Su supresión es necesaria para que haya concordancia con las observaciones, lo que hace que las FCNC sean restricciones importantes para la construcción de modelos.
Consideremos un modelo de juguete en el que un bosón S no descubierto puede acoplarse tanto al electrón como a la tau (
τ−
) a través del término
Dado que el electrón y la tau tienen cargas iguales, la carga eléctrica de S debe desaparecer claramente para respetar la conservación de la carga eléctrica. Un diagrama de Feynman con S como partícula intermedia puede convertir una tau en un electrón (más algunos productos de desintegración neutros de S ).
El experimento MEG [5] en el Instituto Paul Scherrer cerca de Zúrich buscará un proceso similar, en el que un antimuón se desintegra en un fotón y un antielectrón (un positrón ). En el Modelo Estándar, un proceso de este tipo se produce únicamente por emisión y reabsorción de un electrón cargado.Yo+, lo que cambia la
micras+
en un neutrino en la emisión y luego en un positrón en la reabsorción, y finalmente emite un fotón que se lleva cualquier diferencia de energía , espín y momento .
En la mayoría de los casos de interés, el bosón involucrado no es un nuevo bosón S sino el convencional
O0
bosón en sí. [6] Esto puede ocurrir si el acoplamiento a corrientes neutras débiles es (ligeramente) no universal. El acoplamiento universal dominante al bosón Z no cambia de sabor, pero las contribuciones no universales subdominantes sí pueden.
FCNC que involucran a
O
Los bosones para los quarks de tipo down en transferencia de momento cero suelen estar parametrizados por el término de acción efectiva .
Este ejemplo particular de FCNC es el que más se estudia porque tenemos algunas restricciones bastante fuertes que provienen de la descomposición de
B0
mesones en Belle y BaBar . Las entradas fuera de la diagonal de U parametrizan los FCNC y las restricciones actuales los restringen a ser menores que una parte en mil para | U bs |. La contribución proveniente de las correcciones del Modelo Estándar de un bucle es realmente dominante, pero los experimentos son lo suficientemente precisos para medir ligeras desviaciones de la predicción del Modelo Estándar.
Los experimentos tienden a centrarse en corrientes neutras que cambian el sabor en lugar de corrientes cargadas , porque la corriente neutra débil (
O0
bosón) no cambia de sabor en el Modelo Estándar propiamente dicho a nivel de árbol, mientras que las corrientes cargadas débiles (
Yo±
Los bosones) lo hacen. La nueva física en eventos de corriente cargada se vería inundada por más numerosos
Yo±
interacciones de bosones; la nueva física en la corriente neutra no quedaría enmascarada por un gran efecto debido a la física ordinaria del Modelo Estándar.
