Новая оценка верхней границы относительной вероятности распада, нарушающего закон сохранения лептонного числа

2025-03-11 11:03:11 jinr.ru">jinr.ru

В Институте Пауля Шеррера (PSI, Швейцария) завершился очередной полугодовой сеанс набора экспериментальных данных в эксперименте MEG II по поиску распада $\[\mu^{+}\rightarrow e^{+}+\gamma\]$ .

Эксперимент MEG II — это вторая фаза эксперимента MEG, проходившего в PSI c 2008 по 2013 годы, в котором было получено рекордное ограничение на верхнюю границу относительной вероятности распада $\[B(\mu^{+}\rightarrow e^{+}+\gamma)<4,2\cdot10^{-13}\]$ ( $\[90\]$ % C. L.).

Стандартная модель (СМ) физики частиц предсказывает исчезающе малую вероятность (<< $\[10^{-50}\]$ ) процессов, нарушающих сохранение лептонного числа для заряженных лептонов. Поэтому обнаружение подобных процессов является абсолютным указанием на наличие новой физики за пределами СМ, а их отсутствие накладывает ограничение на выходящие за рамки СМ теории.

Также коллаборация MEG II недавно опубликовала результаты обработки экспериментальных данных, полученных в первом сеансе на модернизированной установке MEG II в 2021 году. Анализ данных методом максимального правдоподобия не выявил превышения количества возможных событий распада $\[\mu^{+}\rightarrow e^{+}+\gamma\]$ над ожидаемым уровнем фона, что позволило получить ограничение для относительной вероятности распада $\[B(\mu^{+}\rightarrow e^{+}+\gamma)<7,5\cdot10^{-13}\]$ (90% C. L.). Объединение этой величины с результатом первой фазы эксперимента MEG дает самую лучшую на текущий момент оценку верхней границы относительной вероятности распада $\[B(\mu^{+}\rightarrow e^{+}+\gamma)<3,1\cdot10^{-13}\]$ (90% C. L.).

Коллаборация MEG II продолжила собирать данные в течение 2022 и 2023 годов, при этом ожидаемая статистика будет в десять раз выше, чем в 2021 году, а двадцатикратное увеличение статистики прогнозируется к 2026 году с целью достижения чувствительности к распаду $\[\mu^{+}\rightarrow e^{+}+\gamma\]$ до $\[\sim 6,0\cdot 10^{-14}\]$ .