Ученые впервые наблюдали сверхредкий распад частиц

Они впервые наблюдали сверхредкий распад заряженного каона на пион и пару нейтрино-антинейтрино (K+ → π+νṽ), что может иметь ключевое значение для понимания Новой физики.

Этот удивительный феномен, предсказанный Стандартной моделью, является крайне редким, с вероятностью лишь одного распада на десять миллиардов каонов. Результаты исследования, подтвержденные на уровне значимости в пять сигм, открывают новые перспективы для нашего понимания мироздания и его фундаментальных законов.

Эксперимент NA62, специально спроектированный для изучения таких редких процессов, сыграл ключевую роль в обнаружении этого уникального распада. Открытие этого явления открывает двери для дальнейших исследований и может привести к революционным открытиям в области физики элементарных частиц.

Эксперимент в ЦЕРН с использованием высокоинтенсивного протонного пучка, который сталкивается с неподвижной мишенью, производит пучок частиц, включая каоны. Детектор NA62 отслеживает продукты распада каонов, за исключением нейтрино, которые фиксируются по недостающей энергии. Важным элементом эксперимента является точное измерение каждой частицы и подавление фоновых сигналов.

Новые данные, полученные в 2021-2022 годах, в сочетании с ранее опубликованными результатами за 2016-2018 годы, позволили улучшить точность наблюдений. Модернизация оборудования и методов анализа дала возможность увеличения интенсивности пучка на 30 процентов и ускорила сбор сигналов на 50 процентов.

Эти улучшения в эксперименте позволили исследователям более детально изучить свойства каонов и их распады. Точность измерений существенно выросла, что открывает новые перспективы для понимания фундаментальных процессов в мире элементарных частиц.

Благодаря увеличению интенсивности пучка и ускорению сбора данных, ученые смогли расширить границы своих исследований и получить более надежные результаты, что важно для развития современной физики высоких энергий.

В современной физике все больше внимания уделяется поиску новых частиц и явлений, выходящих за рамки Стандартной модели. Собранные данные показали, что доля каонов, распадающихся на пион и нейтрино, составляет примерно 13 на 100 миллиардов. Этот показатель соответствует предсказаниям Стандартной модели, но примерно на 50 процентов выше, что может указывать на присутствие новых частиц.

Интересно, что уровень значимости в пять сигм указывает на однозначное отличие от статистической случайности. Это открывает возможность для дальнейших исследований и поиска новых физических явлений. На данный момент эксперимент продолжается, и ученые планируют собрать больше данных для проверки гипотезы о новой физике за пределами Стандартной модели.

В ближайшие несколько лет исследователи надеются подтвердить или исключить возможность существования новых частиц, которые влияют на этот процесс. Это может привести к значительным изменениям в нашем понимании микромира и открыть новые горизонты для физики элементарных частиц.

Источник и фото - lenta.ru