Новости ЦЕРН: Коллаборация NA62 уточняет измерения распада редких частиц
Продолжаем публиковать материалы из мира элементарных частиц.
Изучение распада каона, происходящего с частотой один на десять миллиардов, позволяет исследователям проверить на прочность Стандартную модель физики элементарных частиц. Коллаборация NA62 значительно снизила неопределенность в измерении чрезвычайно редкого распада частиц.
Изучение редких распадов дает физикам возможность исследовать Стандартную модель физики элементарных частиц. Исследователи могут определить так называемый коэффициент ветвления распада, который описывает, сколько частиц распадается в результате определенного процесса в процентах от общего числа происходящих распадов. Коэффициент ветвления распада, изученного коллаборацией NA62 – распада положительно заряженного каона на положительно заряженный пион и пару нейтрино-антинейтрино – может быть предсказан теоретически с очень высокой степенью точности. Благодаря такой «теоретической чистоте», этот конкретный распад каона чрезвычайно чувствителен к новой физике за пределами Стандартной модели, но с предсказанным коэффициентом ветвления менее одного на 10 миллиардов он чрезвычайно редок и очень сложен для наблюдения.
Эксперимент NA62 был разработан для углубленного изучения указанного процесса. Для этого необходимо производить большое количество каонов на «фабрике каонов». Каоны создаются путем обстрела бериллиевой мишени пучком протонов высокой интенсивности из Суперпротонного синхротрона. Таким образом производится почти миллиард частиц в секунду, из которых около 6% составляют каоны, продукты распада которых можно детально изучить с помощью детекторов NA62.
В 2024 году коллаборация NA62 сообщила о наблюдении этого процесса со статистической значимостью в пять стандартных отклонений, что является золотым стандартом в физике элементарных частиц для заявления об открытии. Теперь исследователи включили данные, зарегистрированные в 2023–2024 годах, в свой анализ и использовали усовершенствованные методы анализа данных, основанные на передовых алгоритмах машинного обучения. Результаты, в сочетании с предыдущими данными, полученными с начала эксперимента, значительно уточнили их понимание ультраредкого распада каонов.
Используя полный набор данных, коллаборация NA62 получила обновленное значение коэффициента ветвления процесса, с неопределенностью на 40% меньше, чем раньше.
Благодаря точности полученного результата, распад каона, по-видимому, происходит так, как предсказывает теория, и накладывает мощные ограничения на новую физику за пределами Стандартной модели.