Состоялось первое наблюдение процесса, который может открыть новую физику

Учёные из ЦЕРН обнаружили очень редкий процесс распада частиц, который открывает новые возможности для изучения физики.

Коллаборация NA62 представила первое экспериментальное наблюдение этого процесса на семинаре EP в ЦЕРНе (запись будет доступна по ссылке). Заряженный каон распался на заряженный пион и пару нейтрино-антинейтрино (K+ → π p+νν).

Стандартная модель физики частиц предсказывает, что менее одного из 10 миллиардов каонов распадается таким образом. Эксперимент NA62 был разработан специально для измерения этого распада каонов.

Профессор физики частиц Бирмингемского университета Кристина Лаццерони прокомментировала:

Благодаря этому измерению K+ → π p+νν становится самым редким распадом, установленным на уровне открытия — 5 сигма. Это результат отличной командной работы, и я горжусь новым результатом.

Каоны образуются при столкновении высокоинтенсивного пучка протонов из суперпротонного синхротрона (SPS) ЦЕРН с неподвижной мишенью. В результате почти миллиард частиц в секунду летит в детектор NA62, около 6% из них — заряженные каоны. Детектор точно идентифицирует и измеряет каждый каон и продукты его распада, кроме нейтрино, которые проявляются как недостающая энергия.

Профессор Джузеппе Руджеро из Флорентийского университета:

Это кульминация проекта, который начался более десяти лет назад. Искать в природе явления, вероятность которых 10-11 — сложная и интересная задача. После долгой работы мы получили долгожданный результат.

Этот результат основан на данных эксперимента NA62 за 2021–2022 годы и на ранее опубликованном результате по данным за 2016–2018 годы. Новые данные были получены после модернизации установки NA62. Теперь она работает при интенсивности пучка на 30% выше, а также оснащена новыми улучшенными детекторами.

Благодаря модернизации оборудования и новым методам анализа, мы собираем сигнальные кандидаты на 50% чаще. Также появились инструменты для подавления фона.

В 2007 году к эксперименту NA62 присоединилась группа учёных из Бирмингемского университета под руководством профессора Евгения Гудзовского. Они сыграли центральную роль в сотрудничестве.

Профессор Гудзовский отметил, что приоритетом для их группы всегда было привлечение талантливых специалистов и предоставление ответственных должностей начинающим исследователям. Он гордится тем, что координатор физики NA62 и руководитель измерений K+ → π p+νν — бывшие аспиранты Бирмингема. Профессор считает честью работать и руководить такой энергичной и конструктивной командой.

Исследовательская группа изучает распад K+ → π p+νν, поскольку он может помочь обнаружить новую физику.

Вероятность такого распада составляет примерно 13 на 100 миллиардов, что немного выше предсказаний СМ. Это может быть связано с появлением новых частиц. Чтобы подтвердить эту идею, нужно больше данных. Эксперимент NA62 собирает данные, и учёные надеются в течение нескольких следующих лет подтвердить или исключить наличие новой физики в этом распаде.

Иллюстрация: нейросеть

24.09.2024