Редкий распад каона

Учёные впервые зафиксировали крайне редкий процесс распада заряженного каона на заряженный пион и пару «нейтрино — антинейтрино». Это стало возможным благодаря эксперименту NA62, специально разработанному для измерения такого типа распада.

«Представленное измерение K+→ π+ν̅ν становится самым редким распадом, в наблюдении которого мы точно уверены», — отметила Кристина Лаццерони, профессор физики элементарных частиц в Университете Бирмингема.

Доля каонов, распадающихся на пион и два нейтрино составила около 13 на 100 миллиардов в экспериментальных данных, что примерно соответствует предсказаниям Стандартной модели физики частиц, но всё же на 50 процентов выше них. Это может быть связано с ещё не открытыми частицами, повышающими вероятность такого распада, но для подтверждения гипотезы нужно больше данных.

Данные, полученные во время эксперимента NA62 в 2021–2022 годах, основаны на комбинации с ранее опубликованным результатом на данных 2016–2018 годов. Исследователи ввели в использование несколько новых и улучшили действовавшие детекторы, а также модифицировали весь эксперимент для работы с на 30 процентов более интенсивным пучком протонов.

Группа учёных из Университета Бирмингема присоединилась к эксперименту NA62 на этапе проектирования в 2007 году. Обновления оборудования и усовершенствование методик анализа позволили собирать данные о распадах-кандидатах на 50 процентов быстрее благодаря новым инструментам для подавления фона.

Распад K+→ π+ν̅ν важен для исследователей, потому что он очень чувствителен к эффектам, которые могут указывать на физику за пределами Стандартной модели. Сейчас NA62 продолжает сбор данных, и учёные надеются подтвердить или опровергнуть наличие новой физики в этом распаде в ближайшие годы.