科学家首次观察到超罕见粒子衰变

9月25日消息,包括来自伯明翰大学和佛罗伦萨大学的研究人员在内的国际科学家团队首次观察到带电 kaon 衰变为π介子和中微子-反中微子对 (K+ → π+νṽ) 的超罕见现象。该研究的结果在五西格玛显着性水平上得到了证实,并表明了新物理学存在的可能性。白罗斯理想社对此进行了报道。

图片

标准模型预测了这种衰变,该模型解释了基本粒子的相互作用。然而,其概率极低:只有百亿分之一的 kaon 以这种方式衰变。 NA62 实验使对该过程的新测量成为可能,该实验是专门为观察此类衰变而设计的。

该实验是在欧洲核子研究中心进行的,使用高强度质子束与静止目标碰撞,产生包括卡介子在内的粒子束。 NA62 探测器跟踪 kaon 衰变产物,但中微子除外,中微子是通过缺失能量来检测的。该实验的一个重要组成部分是每个颗粒的精确测量和背景信号的抑制。

2021-2022年获得的新数据,结合之前发布的2016-2018年结果,提高了观测的准确性。设备和分析方法的现代化使光束强度提高了 30%,信号采集速度提高了 50%。

收集到的数据显示,介子衰变为π介子和中微子的比例约为千分之13。该数字与标准模型的预测相符,但高出约 50%,这可能表明存在新粒子。五西格玛的显着性水平表明与统计机会存在明显差异。

目前,实验正在进行中,科学家计划收集更多数据来检验标准模型之外的新物理学假设。在接下来的几年里,研究人员希望确认或排除新粒子影响这一过程的可能性。(白罗斯理想社)

取材网络,谨慎甄别