Ученые из ЦЕРНа сказали о собственных первых значимых подтверждениях процесса, предсказанного теорией, открывая путь для поиска доказательств Новейшей физики в действиях частиц, которые могли бы разъяснить черную материю и остальные потаенны Вселенной.
Сотрудничество CERN NA62 представило на конференции ICHEP 2020 в Праге 1-ые значимые экспериментальные подтверждения ультра-редкого распада заряженного каона* на заряженный пион и два нейтрино (т. е. K+ → π+νν).
Процесс распада важен в передовых физических исследовательских работах, поэтому что он весьма чувствителен к отклонениям от теоретических пророчеств. Это значит, что это одна из самых увлекательных вещей, которые необходимо следить для физиков, ищущих подтверждения в поддержку другой теоретической модели в физике простых частиц.
Доктор Марк Томсон произнес, что это был захватывающий прогресс, поэтому что итог указывает, как четкие измерения этого процесса могут привести к новейшей физике, выходящей за рамки Обычной модели физики простых частиц, разработанной в 1970-х годах:
– Обычная модель обрисовывает фундаментальные силы и строй блоки Вселенной. Это весьма удачная теория, но есть несколько загадок Вселенной, которые Обычная модель не разъясняет, таковых как природа черной материи и происхождение дисбаланса материи и антивещества во Вселенной.
– Физики находили теоретические расширения Обычной модели. Измерения ультра-редких действий открывают захватывающий путь для исследования этих способностей в надежде открыть новейшую физику, выходящую за рамки Обычной модели.”
Опыт NA62 был разработан и построен специально для измерения ультра-редких распадов каонов, сделанных неповторимым высокоинтенсивным протонным пучком, предоставленным ускорительным комплексом ЦЕРНа.
Каоны создаются методом столкновения высокоэнергетических протонов из Суперпротонного синхротрона ЦЕРНа (SPS) в стационарную бериллиевую мишень. Это делает пучок вторичных частиц, который содержит и распространяет практически млрд частиц за секунду, около 6% из которых являются каонами. Основная цель NA62 – буквально измерить, как заряженная частичка каона распадается на пион и нейтрино–антинейтринную пару.
– Этот процесс распада каона именуют “золотым каналом” из-за того, что он сразу сверхредкий и отлично предсказан в Обычной модели. Его весьма тяжело поймать и это имеет настоящие перспективы для ученых, ищущих новейшую физику”, – разъясняет доктор Кристина Лаццерони, физик простых частиц из Бирмингемского института и представитель NA62.
В первый раз физики смогли получить значимые экспериментальные подтверждения этого процесса распада. Это волнующий момент, поэтому что это базовый шаг к захвату четкого измерения распада и выявлению вероятных отклонений от Обычной модели.
“В свою очередь, это дозволит нам отыскать новейшие пути осознания нашей Вселенной. Инструменты и способы, разработанные в опыте NA62, приведут к последующему поколению тестов по распаду редчайших каонов.” – молвят ученые.
Смотрите такжеКвантовая физика
Экзотичная частичка – физики ЦЕРНа нашли новейший тетракварк
10.07.2020Квантовая физика
Предсказано размеренное ядро с 2-мя необычными кварками
28.06.2020
Новейший итог, измеренный с точностью до 30%, дает самое четкое измерение на нынешний денек этого процесса. Итог согласуется со обычным математическим ожиданием модели, но все таки оставляет пространство для существования новейших частиц.
Нужны доп данные, чтоб придти к окончательному выводу о наличии либо отсутствии новейшей физики.
Новейший итог получен в итоге детализированного анализа полного набора данных NA62, собранного до сего времени, соответственного экспозиции распадов каона 6×1012. Так как измеряемый процесс встречается весьма изредка, команда ученых обязана была быть в особенности осторожной, чтоб не создать ничего, что могло бы воздействовать на итог. По данной причине опыт был проведен как “слепой анализ”, где физики сначало лишь глядят на фон, чтоб проверить, что их осознание разных источников верно.
Лишь когда они удовлетворены сиим, они глядят на область данных, где ожидается сигнал; это именуется “слепой анализ”. Опосля слепого анализа в главном наборе данных, собранном в 2018 году, наблюдаются семнадцать кандидатов K+ → π+νν, что свидетельствует о значимом превышении ожидаемого фона лишь на 5,3 действия.
Это превышение приводит к первым доказательствам этого процесса (со статистической значимостью выше уровня “три Сигмы”). Скорость распада, измеренная с точностью до 30%, дает более четкое измерение этого процесса на нынешний денек.
Возможность того, что этот процесс произойдет, именуемый “коэффициентом ветвления”, для ультра-редкого распада K+ → π+νν весьма мала и предсказывается в рамках Обычной модели физики простых частиц с высочайшей точностью: (8,4±1,0)×10-11.
Это приводит к исключительной чувствительности к вероятным явлениям, выходящим за рамки описания Обычной модели, что делает этот распад одним из более увлекательных наблюдаемых явлений на границе точности физики простых частиц.
Экспериментальное исследование, но, является очень сложным из-за скорости, 2-ух нейтрино в конечном состоянии и больших возможных фоновых действий. Благодаря своим чертам опыт NA62 владеет потрясающей чувствительностью к разным редчайшим распадам каонов и экзотичным действиям.
Сотрудничество NA62 готовится собрать еще больший набор данных в 2021-24 годах, когда SPS ЦЕРНа возобновит свою работу, принимая данные с наиболее высочайшей интенсивностью луча с усовершенствованной линией луча и настройкой сенсора.
Последующая цель – наблюдение “5 сигм ” распада K+ → π+νν с следующим измерением скорости распада с точностью до 10%, что обеспечивает сильную независимую проверку Обычной модели физики простых частиц.
В наиболее длительном будущем начинает формироваться программка высокоинтенсивного каонового пучка с перспективами измерения распада K + → π+νν с точностью до нескольких процентов, решения аналогичного распада нейтрального каона, KL → π0νν, и заслуги экстремальной чувствительности к большенному обилию редчайших распадов каона, которые дополняют исследования в секторе “очаровательных кварков”.
*Каон (либо K-мезон) — мезон, содержащий один странноватый антикварк и один u- либо d-кварк.
Источник: