實驗室觀測到罕見粒子衰變
2024-09-26 15:07:40
來源：科技日報
歐洲核子研究中心（CERN）NA62實驗團隊，首次在實驗室成功觀測到帶電K介子衰變?yōu)閹щ姦薪樽雍驼粗形⒆訉Γ眯哦冗_到宣稱“新發(fā)現(xiàn)”所需的5西格瑪（即99.9999%）。這一罕見粒子衰變過程，有望揭開超越粒子物理學標準模型的新物理學的奧秘。相關論文已提交24日舉行的歐洲粒子物理研討會。
NA62實驗目標是高精確度觀測K介子罕見衰變。標準模型揭示了物質的組成部分及其相互作用，其預測K介子發(fā)生這一衰變的幾率不到百億分之一。正因如此，觀測該衰變將成為尋找新物理學證據(jù)最可靠的途徑之一。
K介子由CERN超級質子同步加速器提供的高強度質子束與靜止靶碰撞產生。這種碰撞產生了一束次級粒子，使得每秒有近10億個粒子飛入NA62探測器，其中約6%是帶電K介子。探測器準確識別并測量了K介子及除中微子外的衰變產物（中微子幾乎不與物質相互作用，表現(xiàn)為“缺失的能量”）。
觀測結果顯示，K介子衰變?yōu)棣薪樽雍驼粗形⒆訉Φ膸茁始s為千億分之十三。研究團隊指出，最新觀測結果成為迄今達到“發(fā)現(xiàn)”水平的最罕見衰變。
新觀測結果與標準模型并不完全吻合，這或許暗示著存在某種（或某些）未知的新粒子。不過，這一推測還需更多數(shù)據(jù)予以證實。目前，NA62實驗正在收集新數(shù)據(jù)，有望在未來證實或排除這種衰變中新物理學的存在。
新結果基于NA62實驗2021年—2022年，以及2016年—2018年的數(shù)據(jù)集獲得。其中2021年—2022年的數(shù)據(jù)集是在對NA62裝置進行一系列升級后收集的，硬件升級與精細分析技術強強攜手，將收集信號的速度提高了50%。
