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實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)到罕見(jiàn)粒子衰變
2024-09-26 15:07:40   來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

歐洲核子研究中心(CERN)NA62實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì),首次在實(shí)驗(yàn)室成功觀測(cè)到帶電K介子衰變?yōu)閹щ姦薪樽雍驼粗形⒆訉?duì),置信度達(dá)到宣稱“新發(fā)現(xiàn)”所需的5西格瑪(即99.9999%)。這一罕見(jiàn)粒子衰變過(guò)程,有望揭開(kāi)超越粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理學(xué)的奧秘。相關(guān)論文已提交24日舉行的歐洲粒子物理研討會(huì)。


NA62實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是高精確度觀測(cè)K介子罕見(jiàn)衰變。標(biāo)準(zhǔn)模型揭示了物質(zhì)的組成部分及其相互作用,其預(yù)測(cè)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(cè)該衰變將成為尋找新物理學(xué)證據(jù)最可靠的途徑之一。


K介子由CERN超級(jí)質(zhì)子同步加速器提供的高強(qiáng)度質(zhì)子束與靜止靶碰撞產(chǎn)生。這種碰撞產(chǎn)生了一束次級(jí)粒子,使得每秒有近10億個(gè)粒子飛入NA62探測(cè)器,其中約6%是帶電K介子。探測(cè)器準(zhǔn)確識(shí)別并測(cè)量了K介子及除中微子外的衰變產(chǎn)物(中微子幾乎不與物質(zhì)相互作用,表現(xiàn)為“缺失的能量”)。


觀測(cè)結(jié)果顯示,K介子衰變?yōu)棣薪樽雍驼粗形⒆訉?duì)的幾率約為千億分之十三。研究團(tuán)隊(duì)指出,最新觀測(cè)結(jié)果成為迄今達(dá)到“發(fā)現(xiàn)”水平的最罕見(jiàn)衰變。


新觀測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)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(guò),這一推測(cè)還需更多數(shù)據(jù)予以證實(shí)。目前,NA62實(shí)驗(yàn)正在收集新數(shù)據(jù),有望在未來(lái)證實(shí)或排除這種衰變中新物理學(xué)的存在。


新結(jié)果基于NA62實(shí)驗(yàn)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(duì)NA62裝置進(jìn)行一系列升級(jí)后收集的,硬件升級(jí)與精細(xì)分析技術(shù)強(qiáng)強(qiáng)攜手,將收集信號(hào)的速度提高了50%。


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