Kolaboracija NA62 u CERN-u unapredila merenje retkog raspada čestica

Kolaboracija NA62 u Evropskoj organizaciji za nuklearno istraživanje (CERN) drastično smanjila mernu nesigurnost u merenju ekstremno retkog raspada čestica. Ovi rezultati predstavljeni su na upravo održanoj konferenciji u La Tuju, u Italiji, objavio je CERN.

Proučavanje retkog raspada čestica daje fizičarima priliku da ispitaju standardni model fizike čestica.

Preporučujemo

Istraživači mogu da odrede ono što je poznato kao odnos grananja raspada, koji opisuje koliko se čestica raspada kroz određeni proces kao deo ukupnog broja raspada koji se dešavaju. Odnos grananja raspada koji je kolaboracija NA62 proučavala - raspad pozitivno naelektrisanog kaona u pozitivno naelektrisani pion i par neutrino-antineutrino (zapisan kao K+→π+νν) – može se teorijski predvideti sa veoma visokim stepenom preciznosti. Zahvaljujući ovoj „teorijskoj čistoći“, ovaj specifični raspad kaona je izuzetno osetljiv na novu fiziku izvan standardnog modela, ali je, sa predviđenim odnosom grananja manjim od jedan u 10 milijardi, ekstremno redak i veoma težak za posmatranje.

Eksperiment NA62 je dizajniran da detaljno proučava proces K+→π+νν i stoga proizvodi mnogo kaona, zbog čega je poznat i kao „fabrika kaona“. Kaoni se stvaraju ispaljivanjem snopa protona visokog intenziteta iz Super protonskog sinhrotrona na metu od berilijuma. Ovo proizvodi skoro milijardu čestica svake sekunde, od kojih su oko 6% kaoni čiji se proizvodi raspada mogu detaljno proučavati pomoću detektora NA62.

Kolaboracija NA62 2024. je izvestila da je uočila ovaj proces sa statističkom značajnošću od pet standardnih devijacija, što je „zlatni standard“ u fizici čestica za potvrdu otkrića. Sada su istraživači u svoje analize uključili podatke zabeležene u periodu 2023–2024. i koristili poboljšane tehnike analize podataka zasnovane na najsavremenijim algoritmima mašinskog učenja. Rezultati, kombinovani sa prethodnim podacima prikupljenim od početka eksperimenta, značajno su unapredili njihovo razumevanje ultra-retkog raspada kaona.

Sa kompletnim skupom podataka, kolaboracija NA62 je dobila ažuriranu vrednost odnosa grananja, sa mernom nesigurnošću koja je 40% manja nego ranije.

- Ovo je najosetljiviji skup podataka koji smo do sada analizirali. Činjenica da možemo jasno da vidimo i precizno izmerimo nešto tako retko i neuhvatljivo predstavlja veliki uspeh sa tehnološke tačke gledišta – rekao je Džoel Svolou, vođa analize podataka-

Sa preciznošću trenutnog rezultata, čini se da se raspad kaona dešava onako kako je predviđeno teorijom i on postavlja snažna ograničenja na novu fiziku izvan Standardnog modela.

- Ovaj test izdržljivosti standardnog modela je izuzetan s obzirom na ekstremnu retkost i teorijsku čistoću procesa koji smo istraživali. Još jednom smo pokazali da naša trenutna vodeća teorija prirode ima neverovatnu moć predviđanja - rekao je portparol NA62 Đuzepe Ruđero.

(Telegraf Nauka/CERN)