風味を変える中性電流

素粒子物理学において、フレーバー変更中性カレントまたはフレーバー変更中性カレント( FCNC ) は、フェルミオンの電荷を変えずにフレーバーを変更する仮想的な相互作用です。

これらが自然界で起こる場合（ラグランジアン相互作用項に反映されているように）、これらのプロセスは実験ではまだ観測されていない現象を引き起こす可能性があります。フレーバーを変える中性電流は標準モデルではツリーレベルを超えて発生する可能性がありますが、GIMメカニズムによって大幅に抑制されています。いくつかの共同研究でFCNCが探索されています。^{[1] [2] [3]}テバトロンCDF実験では、2005 年にストレンジB中間子がファイ中間子に崩壊する際にFCNCの証拠が観測されました。^[4]

FCNC は、超対称性やテクニカラーのモデルなど、標準モデルを超えようとする理論によって一般的に予測されます。観測結果と一致させるには FCNC の抑制が必要であるため、モデル構築における重要な制約となります。

未発見のボソンSが電子とタウの両方に結合する可能性があるおもちゃのモデルを考えてみましょう（
τ⁻
）という用語を介して

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

電子とタウの電荷は等しいので、電荷保存則を尊重するにはSの電荷は明らかにゼロにならなければなりません。Sを中間粒子とするファインマン図は、タウを電子（およびSの中性崩壊生成物）に変換することができます。

チューリッヒ近郊のポール・シェラー研究所で行われているMEG実験^[5]では、反ミューオンが光子と反電子（陽電子）に崩壊する同様の過程を探索する。標準モデルでは、このような過程は荷電粒子の放出と再吸収によってのみ進行する。
わ⁺
、それは
μ⁺
放出時にニュートリノに変換され、再吸収時に陽電子に変換され、最後にエネルギー、スピン、運動量の差を運び去る光子を放出します。

興味深いケースのほとんどでは、関係するボソンは新しいボソンSではなく、従来のボソンである。
ず⁰
 ボソン自体。^[6]これは、弱い中性カレントとの結合が（わずかに）非普遍的である場合に発生する可能性があります。Zボソンへの支配的な普遍的結合はフレーバーを変えませんが、支配的でない非普遍的寄与はフレーバーを変える可能性があります。

FCNCに関連する
ず
 ダウン型クォークのボソンは、通常、有効作用項 によってパラメータ化される。

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

このFCNCの特定の例は、崩壊から来るかなり強い制約があるため、最もよく研​​究されることが多い。
B⁰
BelleとBaBarの 中間子。Uの非対角要素はFCNC をパラメータ化し、現在の制約により、| U _bs |に対して 1000 分の 1 未満に制限されます。1 ループの標準モデル補正による寄与が実際には支配的ですが、実験は標準モデルの予測からのわずかな偏差を測定できるほど正確です。

実験では、荷電電流ではなくフレーバーを変える中性電流に焦点が当てられる傾向がある。これは、弱い中性電流（
ず⁰
 ボソンは標準モデルではツリーレベルでフレーバーを変えないが、弱い荷電カレント（
わ^±
 ボソンはそうする。荷電電流イベントにおける新しい物理学は、より多数の
わ^±
 ボソン相互作用; 中性カレントにおける新しい物理は、通常の標準モデルの物理による大きな効果によって隠されることはないだろう。

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