|
Первые наблюдения за распадом ультраредких частиц
|
|
|
|
Ученые из ЦЕРНа обнаружили процесс распада ультраредких частиц, что открывает новый путь к изучению физики, лежащей за пределами нашего понимания того, как взаимодействуют строительные блоки материи. Коллаборация NA62 представила на семинаре EP в ЦЕРНе первое экспериментальное наблюдение сверхредкого распада заряженного каона на заряженный пион и пару нейтрино-антинейтрино (K+ > Pi+ VV).
|
|
|
|
Это крайне редкое явление — стандартная модель (SM) физики элементарных частиц, которая объясняет, как взаимодействуют частицы, предсказывает, что таким образом распадается менее одного из 10 миллиардов каонов. Эксперимент NA62 был разработан и сконструирован специально для измерения этого распада каонов.
|
|
|
|
Кристина Лаззерони, профессор физики элементарных частиц Бирмингемского университета, сказала: "Благодаря этому измерению K+ > Pi+ VV становится самым редким распадом, установленным на уровне открытий, — знаменитым 5 сигма. Этот сложный анализ является результатом отличной командной работы, и я чрезвычайно горжусь этим новым результатом".
|
|
|
|
Каоны образуются при столкновении высокоинтенсивного протонного пучка, создаваемого суперпротонным синхротроном ЦЕРНа (SPS), со стационарной мишенью. Это создает пучок вторичных частиц, скорость которого достигает почти миллиарда частиц в секунду, попадающих в детектор NA62, около 6% из которых составляют заряженные каоны. Детектор идентифицирует и точно измеряет каждый каон и продукты его распада, за исключением нейтрино, которые обнаруживают недостающую энергию.
|
|
|
Профессор Джузеппе Руджеро (Giuseppe Ruggiero) из Университета Флоренции добавил: "Это кульминация длительного проекта, начатого более десяти лет назад. Поиск природных явлений, вероятность возникновения которых составляет порядка 10-11 баллов, увлекателен и сложен. После тщательной и кропотливой работы мы получили ошеломляющее вознаграждение за наши усилия и долгожданный результат".
|
|
|
|
Новый результат основан на сочетании данных, полученных в ходе эксперимента NA62 в 2021-22 годах, и ранее опубликованного результата, основанного на наборе данных за 2016-18 годы. Набор данных за 2021-22 годы был собран после ряда усовершенствований установки NA62, которые позволили увеличить интенсивность луча на 30% с помощью нескольких новых и усовершенствованных детекторов.
|
|
|
|
Обновление аппаратного обеспечения в сочетании с усовершенствованными методами анализа позволило получать сигналы-кандидаты на 50% быстрее, чем раньше, а также добавить новые инструменты для подавления фонового фона.
|
|
|
|
Группа ученых из Бирмингемского университета, в настоящее время возглавляемая профессором Евгением Гудзовски, присоединилась к эксперименту NA62 на этапе проектирования в 2007 году, сыграв центральную роль в сотрудничестве.
|
|
|
|
Профессор Гудзовски прокомментировал: "Привлечение талантливых специалистов и предоставление ответственных должностей начинающим исследователям всегда было приоритетом для группы. Мы гордимся тем, что и нынешний координатор NA62 по физике, и нынешний организатор измерения K + > ?+v? - бывшие аспиранты из Бирмингема. Для меня большая честь работать в такой энергичной и конструктивной команде и руководить ею".
|
|
|
|
Исследовательская группа изучает распад K+ > Pi+ VV, поскольку он очень чувствителен к новым физическим свойствам, выходящим за рамки описания SM. Это делает распад одним из самых интересных процессов для поиска свидетельств новой физики.
|
|
|
|
Доля каонов, распадающихся на пион и два нейтрино, составляет примерно 13 на 100 миллиардов. Это соответствует прогнозам SM, но примерно на 50% выше.
|
|
|
|
Это может быть связано с появлением новых частиц, которые увеличивают вероятность этого распада, но для подтверждения этой идеи необходимо больше данных. В настоящее время в рамках эксперимента NA62 ведется сбор данных, и ученые надеются подтвердить или исключить наличие новой физики в этом распаде в течение следующих нескольких лет.
|
|
|
|
Источник
|
