Der Zerfall subatomarer Teilchen verstößt gegen das Standardmodell der Physik – „völlig unerwartet“

0

Neues Partikel vorgeschlagen

FSU-Physiker schlugen ein neues Teilchen (gelb) vor, um kürzlich berichtete seltene Kaon- (blau) Zerfälle zu neutralen Pionen (orange) zu erklären. Bildnachweis: Florida State University

Florida State University Physiker glauben, eine Antwort auf ungewöhnliche Vorfälle des seltenen Zerfalls eines subatomaren Teilchens namens Kaon zu haben, über die Wissenschaftler im letzten Jahr im KOTO-Experiment des Japan Proton Accelerator Research Complex berichtet haben.

FSU Associate Professor für Physik Takemichi Okui und Assistant Professor für Physik Kohsaku Tobioka veröffentlichten einen neuen Artikel in der Zeitschrift Briefe zur körperlichen Überprüfung das legt nahe, dass dieser Zerfall tatsächlich ein neues, kurzlebiges Teilchen ist, das in ähnlichen Experimenten nicht nachgewiesen werden konnte.

“Dies ist eine so seltene Auflösung”, sagte Okui. “Es ist so selten, dass sie keine hätten sehen sollen. Aber wenn das richtig ist, wie erklären wir es? Wir denken, dass dies eine Möglichkeit ist. “

Kaons sind Partikel aus einem Quark und einem Antiquark. Die Forscher untersuchen, wie sie funktionieren – einschließlich ihres Zerfalls -, um besser zu verstehen, wie die Welt funktioniert. Letztes Jahr berichteten Forscher des KOTO-Experiments über vier Fälle eines bestimmten seltenen Zerfalls, der zu selten hätte sein müssen, um noch entdeckt zu werden.

Diese Beobachtung verstößt gegen das Standardmodell der Physik, das die grundlegenden Kräfte des Universums erklärt und alle bekannten Elementarteilchen klassifiziert.

Nach ihren Berechnungen könnte es zwei Möglichkeiten für neue Partikel geben. In einem Szenario schlagen sie vor, dass der Kaon in ein Pion zerfallen könnte – ein subatomares Teilchen mit einer Masse, die etwa 270-mal so groß ist wie die eines Elektrons – und in eine Art unsichtbares Teilchen. Oder die Forscher des KOTO-Experiments hätten die Produktion und den Zerfall von etwas beobachten können, das den Physikern völlig unbekannt ist.

Forscher in Japan führen einen speziellen Datenlauf durch, um zu bestätigen, ob die vorherigen Beobachtungen echte Detektionen neuer Partikel oder einfach nur Rauschen waren.

“Wenn es bestätigt wird, ist es sehr aufregend, weil es völlig unerwartet ist”, sagte Tobioka. „Es könnte Lärm sein, aber es könnte nicht sein. In diesem Fall ist die Erwartung von Rauschen sehr gering, sodass selbst ein Ereignis oder eine Beobachtung sehr auffällig ist. Und in diesem Fall waren es vier. “

Referenz: „Neue physikalische Implikationen der jüngsten Suche nach K.L.π0ν¯ν at KOTO ”von Teppei Kitahara, Takemichi Okui, Gilad Perez, Yotam Soreq und Kohsaku Tobioka, 19. Februar 2020, Briefe zur körperlichen Überprüfung.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.124.071801

Die Koautoren von Okui und Tobioka für diese Studie waren Teppei Kitahara und Yotam Soreg vom Israel Institute of Technology und Gilad Perez vom Weizmann Institute of Science in Israel.

Diese Forschung wird vom Energieministerium finanziert.

Share.

Comments are closed.