Учёные выдвинули гипотезу о новой частице для объяснения распада каонов
Учёные выдвинули гипотезу о новом виде субатомных частиц, который может объяснить необычный распад каонов, не описанный Стандартной моделью физики.
Каон представляет собой разновидность мезона, состоящего из кварка и антикварка, относящегося к семейству адронов. В редких случаях при распаде каонов возникает процесс, который пока не удаётся объяснить физикам. Для изучения таких распадов в Японии проводится эксперимент KOTO на комплексе J-PARC. Редкость процесса описана в статье 2020 года в журнале Physical Review Letters. Учёных интересовал распад нейтрального каона на нейтральный пион и пару нейтрино–антинейтрино.
Ранние результаты KOTO показали четыре таких распада, хотя модель прогнозировала менее четверти одного случая. Это число значительно превышало ожидаемое. Исследователи указали, что если распад действительно происходит в таких объёмах, потребуется физика за пределами Стандартной модели для объяснения сигнала.
В публикации рассматривались несколько версий. Одной из них стала гипотеза о новой тяжёлой физике, усиливающей сигнал Стандартной модели. Другой вариант предполагал появление лёгкой долгоживущей частицы. Ещё одна интерпретация рассматривала формирование такой частицы на фиксированной мишени как объяснение наблюдаемого сигнала.
Обнаружение столь большого числа редких распадов указывало на необычное явление. Ученые рассматривали возможность «шума» — случайных помех или ошибок измерений. Детекторы фиксируют косвенные проявления частиц, что иногда даёт неточные результаты. По словам Кохсаку Тобиоки, даже один случай на фоне низкого шума выглядел бы впечатляюще, а наблюдались сразу четыре.
В феврале 2025 года в журнале Physical Review Letters вышла новая статья с результатами KOTO. С применением усовершенствованных детекторов шум удалось существенно снизить. В эксперименте не зафиксировали ни одного распада, что указывает на крайне редкое событие. Учёные установили верхнюю границу вероятности распада — не более 2,2 на миллиард каонов.
В 2024 году исследователи из CERN обнаружили ещё один редкий распад, когда заряженный каон превращался в заряженный пион и пару нейтрино–антинейтрино. Учёные рассчитывают в ближайшие годы подтвердить или опровергнуть наличие новой физики в этих процессах.
С 8 по 12 сентября в Университете Иоганна Гутенберга в Майнце (Германия) прошла XIII Международная конференция по физике каонов. Темой обсуждения стала физика за пределами Стандартной модели, включая редкие распады каонов и возможные новые частицы.
Каон представляет собой разновидность мезона, состоящего из кварка и антикварка, относящегося к семейству адронов. В редких случаях при распаде каонов возникает процесс, который пока не удаётся объяснить физикам. Для изучения таких распадов в Японии проводится эксперимент KOTO на комплексе J-PARC. Редкость процесса описана в статье 2020 года в журнале Physical Review Letters. Учёных интересовал распад нейтрального каона на нейтральный пион и пару нейтрино–антинейтрино.
Ранние результаты KOTO показали четыре таких распада, хотя модель прогнозировала менее четверти одного случая. Это число значительно превышало ожидаемое. Исследователи указали, что если распад действительно происходит в таких объёмах, потребуется физика за пределами Стандартной модели для объяснения сигнала.
В публикации рассматривались несколько версий. Одной из них стала гипотеза о новой тяжёлой физике, усиливающей сигнал Стандартной модели. Другой вариант предполагал появление лёгкой долгоживущей частицы. Ещё одна интерпретация рассматривала формирование такой частицы на фиксированной мишени как объяснение наблюдаемого сигнала.
Обнаружение столь большого числа редких распадов указывало на необычное явление. Ученые рассматривали возможность «шума» — случайных помех или ошибок измерений. Детекторы фиксируют косвенные проявления частиц, что иногда даёт неточные результаты. По словам Кохсаку Тобиоки, даже один случай на фоне низкого шума выглядел бы впечатляюще, а наблюдались сразу четыре.
В феврале 2025 года в журнале Physical Review Letters вышла новая статья с результатами KOTO. С применением усовершенствованных детекторов шум удалось существенно снизить. В эксперименте не зафиксировали ни одного распада, что указывает на крайне редкое событие. Учёные установили верхнюю границу вероятности распада — не более 2,2 на миллиард каонов.
В 2024 году исследователи из CERN обнаружили ещё один редкий распад, когда заряженный каон превращался в заряженный пион и пару нейтрино–антинейтрино. Учёные рассчитывают в ближайшие годы подтвердить или опровергнуть наличие новой физики в этих процессах.
С 8 по 12 сентября в Университете Иоганна Гутенберга в Майнце (Германия) прошла XIII Международная конференция по физике каонов. Темой обсуждения стала физика за пределами Стандартной модели, включая редкие распады каонов и возможные новые частицы.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
