Ученые пытаются объяснить сверхредкий распад субатомных частиц
Каоны - это частицы, состоящие из одного кварка и одного антикварка
Физики из Университета штата Флорида считают, что у них есть ответ на необычные случаи редкого распада субатомной частицы, называемой каон, о которых в прошлом году сообщили ученые в эксперименте KOTO в Японском исследовательском комплексе протонных ускорителей.
Такемичи Окуй и Кохсаку Тобиока опубликовали в журнале Physical Review Letters новую статью, в которой предлагается, что этот распад на самом деле представляет собой новую короткоживущую частицу, которая избежала обнаружения в подобных экспериментах.
«Это очень редкий распад. Он происходит настолько редко, что мы не должны были ничего увидеть. Но если это произошло, как мы можем это объяснить?» — задают вопрос исследователи.
Каоны — это частицы, состоящие из одного кварка и одного антикварка. Исследователи изучают, как они функционируют, включая их распад, чтобы лучше понять, как устроен наш мир. Но в прошлом году исследователи в эксперименте KOTO сообщили о четырех случаях особого редкого распада каона, который должен был быть слишком редким, чтобы его можно было обнаружить.
Это наблюдение нарушает стандартную модель физики, которая объясняет основные фундаментальные силы вселенной и классифицирует все известные элементарные частицы.
Согласно их расчетам, может быть две возможности для новых частиц. В одном из сценариев они предполагают, что каон может распасться на пион — субатомную частицу с массой, примерно в 270 раз превышающей массу электрона, — и еще какую-то неизвестную частицу. Или исследователи в эксперименте KOTO, возможно, стали свидетелями создания и разрушения чего-то совершенно неизвестного физикам.
Исследователи в Японии проводят специальный прогон данных, чтобы подтвердить, были ли предыдущие наблюдения истинными обнаружениями новых частиц или просто шумом.
«Если предположение подтвердится, это будет очень захватывающе, потому что это совершенно неожиданно», — сказал Кохсаку Тобиока. «Это может быть шум, но это может и не быть шумом. В этом случае ожидание шума очень низкое, поэтому даже одно событие или наблюдение очень поразительно. А в этом случае их было четыре».
Teppei Kitahara et al. New Physics Implications of Recent Search for KL→π0νν¯ at KOTO, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.071801