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Description
All'interno dell'esperimento LHCb, operante al Large Hadron Collider del CERN, lo studio dei decadimenti esclusivi di adroni contenenti il quark $b$ in stati finali mesonici e/o barionici rappresenta uno strumento privilegiato per la ricerca di segnali di nuova fisica. Tali analisi sono rese possibili dalle eccellenti prestazioni del rivelatore in termini di ricostruzione cinematica e identificazione delle particelle. In questo contesto, la misura dei rapporti di diramazione dei decadimenti senza charm di mesoni e barioni contenenti quark $b$ consente di sondare con elevata sensibilità eventuali deviazioni dalle predizioni del Modello Standard.
Questi processi, mediati da transizioni $b \to u$ e $b \to s$, possono procedere attraverso diagrammi tree-level soppressi oppure tramite diagrammi a loop, risultando quindi rari e particolarmente sensibili a contributi di fisica oltre il Modello Standard. Una deviazione significativa tra la misura sperimentale di un rapporto di diramazione e la corrispondente predizione teorica costituirebbe infatti un possibile indizio della presenza di nuovi gradi di libertà.
Recentemente, la collaborazione LHCb ha pubblicato diversi risultati di rilievo in questo ambito, che verranno descritti in questa presentazione. Per quanto riguarda i mesoni $B$, nel 2025 è stato osservato per la prima volta il decadimento $B^+ \to p \overline{\Lambda}$. È stato inoltre misurato il rapporto tra i rapporti di diramazione dei decadimenti $B^{\pm} \to K^0_s K^\pm$ e $B^{\pm} \to K^0_s \pi^\pm$. Un'analisi dedicata è stata condotta nella ricerca del decadimento $B^0 \to \phi \phi$, processo dominato da un diagramma di annichilazione fortemente soppresso: in questo caso il segnale non è stato osservato, ma il limite superiore sul rapporto di diramazione è stato migliorato di un fattore due rispetto alle precedenti determinazioni. Infine, sono stati osservati per la prima volta il decadimento a quattro corpi $B^+ \to \overline{\Lambda} p \overline{p} p$ e i decadimenti a tre corpi dei barioni $\Lambda_b^0$ e $\Xi_b^0$ nello stato finale $p K^0_s K^-$.
Questi risultati confermano il ruolo centrale di LHCb nello studio dei decadimenti rari di adroni contenenti quark $b$ e nella ricerca indiretta di effetti di nuova fisica.