اضمحلال نادر لميزون: مطاردة النيوترينو سريع
الأصل: "Study of $$B^+ \to \mu^+ u_\mu$$ decays at Belle and Belle II"
أنا المؤلف ·
Belle ,
Belle II Collaborations , :,
M. Abumusabh ,
I. Adachi ,
K. Adamczyk ,
A. Aggarwal ,
L. Aggarwal ,
H. Ahmed ,
Y. Ahn ,
H. Aihara ,
N. Akopov ,
S. Alghamdi ,
M. Alhakami ,
A. Aloisio ,
N. Althubiti ,
K. Amos ,
N. Anh Ky ,
C. Antonioli ,
D. M. Asner ,
H. Atmacan ,
T. Aushev ,
R. Ayad ,
V. Babu ,
H. Bae ,
N. K. Baghel ,
S. Bahinipati ,
P. Bambade ,
Sw. Banerjee ,
M. Barrett ,
M. Bartl ,
J. Baudot ,
A. Beaubien ,
F. Becherer ,
J. Becker ,
J. V. Bennett ,
F. U. Bernlochner ,
V. Bertacchi ,
M. Bertemes ,
E. Bertholet ,
M. Bessner ,
S. Bettarini ,
F. Bianchi ,
T. Bilka ,
D. Biswas ,
A. Bobrov ,
D. Bodrov ,
A. Bondar ,
G. Bonvicini ,
J. Borah ,
A. Boschetti ,
A. Bozek ,
M. Bračko ,
P. Branchini ,
R. A. Briere ,
T. E. Browder ,
A. Budano ,
S. Bussino ,
Q. Campagna ,
M. Campajola ,
L. Cao ,
G. Casarosa ,
C. Cecchi ,
P. Chang ,
P. Cheema ,
L. Chen ,
B. G. Cheon ,
C. Cheshta ,
H. Chetri ,
K. Chilikin ,
K. Chirapatpimol ,
H. -E. Cho ,
K. Cho ,
S. -J. Cho ,
S. -K. Choi ,
S. Choudhury ,
S. Chutia ,
J. Cochran ,
J. A. Colorado-Caicedo ,
I. Consigny ,
L. Corona ,
J. X. Cui ,
E. De La Cruz-Burelo ,
S. A. De La Motte ,
G. de Marino ,
G. De Nardo ,
G. De Pietro ,
R. de Sangro ,
M. Destefanis ,
S. Dey ,
R. Dhayal ,
A. Di Canto ,
J. Dingfelder ,
Z. Doležal ,
I. Domínguez Jiménez ,
T. V. Dong ,
X. Dong ,
M. Dorigo ,
G. Dujany ,
P. Ecker ,
D. Epifanov ,
J. Eppelt ,
R. Farkas ,
P. Feichtinger ,
T. Ferber ,
T. Fillinger ,
C. Finck ,
G. Finocchiaro ,
F. Forti ,
A. Frey ,
B. G. Fulsom ,
A. Gabrielli ,
E. Ganiev ,
M. Garcia-Hernandez ,
R. Garg ,
L. Gärtner ,
G. Gaudino ,
V. Gaur ,
V. Gautam ,
A. Gaz ,
A. Gellrich ,
G. Ghevondyan ,
R. Giordano ,
A. Giri ,
P. Gironella Gironell ,
A. Glazov ,
B. Gobbo ,
R. Godang ,
O. Gogota ,
P. Goldenzweig ,
W. Gradl ,
E. Graziani ,
D. Greenwald ,
K. Gudkova ,
I. Haide ,
Y. Han ,
H. Hayashii ,
S. Hazra ,
C. Hearty ,
M. T. Hedges ,
A. Heidelbach ,
G. Heine ,
I. Heredia de la Cruz ,
T. Higuchi ,
M. Hoek ,
M. Hohmann ,
R. Hoppe ,
P. Horak ,
X. T. Hou ,
C. -L. Hsu ,
A. Huang ,
T. Humair ,
T. Iijima ,
K. Inami ,
G. Inguglia ,
N. Ipsita ,
A. Ishikawa ,
R. Itoh ,
M. Iwasaki ,
P. Jackson ,
D. Jacobi ,
W. W. Jacobs ,
E. -J. Jang ,
Q. P. Ji ,
S. Jia ,
Y. Jin ,
A. Johnson ,
J. Kandra ,
K. H. Kang ,
S. Kang ,
G. Karyan ,
F. Keil ,
C. Ketter ,
M. Khan ,
C. Kiesling ,
D. Y. Kim ,
H. Kim ,
J. -Y. Kim ,
K. -H. Kim ,
H. Kindo ,
K. Kinoshita ,
P. Kodyš ,
T. Koga ,
S. Kohani ,
A. Korobov ,
S. Korpar ,
E. Kovalenko ,
R. Kowalewski ,
P. Križan ,
P. Krokovny ,
T. Kuhr ,
D. Kumar ,
J. Kumar ,
R. Kumar ,
K. Kumara ,
T. Kunigo ,
A. Kuzmin ,
Y. -J. Kwon ,
S. Lacaprara ,
T. Lam ,
L. Lanceri ,
J. S. Lange ,
T. S. Lau ,
M. Laurenza ,
R. Leboucher ,
F. R. Le Diberder ,
H. Lee ,
M. J. Lee ,
C. Lemettais ,
P. Leo ,
P. M. Lewis ,
C. Li ,
H. -J. Li ,
L. K. Li ,
Q. M. Li ,
W. Z. Li ,
Y. Li ,
Y. P. Liao ,
J. Libby ,
J. Lin ,
S. Lin ,
V. Lisovskyi ,
M. H. Liu ,
Q. Y. Liu ,
Z. Q. Liu ,
D. Liventsev ,
S. Longo ,
A. Lozar ,
T. Lueck ,
C. Lyu ,
J. L. Ma ,
Y. Ma ,
M. Maggiora ,
S. P. Maharana ,
R. Maiti ,
G. Mancinelli ,
R. Manfredi ,
E. Manoni ,
M. Mantovano ,
D. Marcantonio ,
M. Marfoli ,
C. Marinas ,
C. Martellini ,
A. Martens ,
T. Martinov ,
L. Massaccesi ,
M. Masuda ,
D. Matvienko ,
S. K. Maurya ,
M. Maushart ,
J. A. McKenna ,
Z. Mediankin Gruberová ,
R. Mehta ,
F. Meier ,
D. Meleshko ,
M. Merola ,
C. Miller ,
M. Mirra ,
K. Miyabayashi ,
H. Miyake ,
R. Mizuk ,
G. B. Mohanty ,
S. Moneta ,
H. -G. Moser ,
R. Mussa ,
I. Nakamura ,
M. Nakao ,
Y. Nakazawa ,
M. Naruki ,
Z. Natkaniec ,
A. Natochii ,
M. Nayak ,
M. Neu ,
M. Niiyama ,
S. Nishida ,
R. Nomaru ,
A. Novosel ,
S. Ogawa ,
R. Okubo ,
H. Ono ,
F. Otani ,
P. Pakhlov ,
G. Pakhlova ,
A. Panta ,
S. Pardi ,
K. Parham ,
J. Park ,
K. Park ,
S. -H. Park ,
A. Passeri ,
S. Patra ,
S. Paul ,
T. K. Pedlar ,
R. Pestotnik ,
M. Piccolo ,
L. E. Piilonen ,
P. L. M. Podesta-Lerma ,
T. Podobnik ,
C. Praz ,
S. Prell ,
M. T. Prim ,
S. Privalov ,
I. Prudiiev ,
H. Purwar ,
P. Rados ,
S. Raiz ,
K. Ravindran ,
J. U. Rehman ,
M. Reif ,
S. Reiter ,
L. Reuter ,
D. Ricalde Herrmann ,
I. Ripp-Baudot ,
G. Rizzo ,
S. H. Robertson ,
J. M. Roney ,
A. Rostomyan ,
N. Rout ,
S. Saha ,
L. Salutari ,
D. A. Sanders ,
S. Sandilya ,
L. Santelj ,
C. Santos ,
V. Savinov ,
B. Scavino ,
C. Schmitt ,
S. Schneider ,
G. Schnell ,
K. Schoenning ,
C. Schwanda ,
A. J. Schwartz ,
Y. Seino ,
K. Senyo ,
J. Serrano ,
M. E. Sevior ,
C. Sfienti ,
W. Shan ,
G. Sharma ,
X. D. Shi ,
T. Shillington ,
T. Shimasaki ,
J. -G. Shiu ,
D. Shtol ,
B. Shwartz ,
A. Sibidanov ,
F. Simon ,
J. Skorupa ,
R. J. Sobie ,
M. Sobotzik ,
A. Soffer ,
E. Solovieva ,
S. Spataro ,
K. Špenko ,
B. Spruck ,
M. Starič ,
P. Stavroulakis ,
S. Stefkova ,
R. Stroili ,
M. Sumihama ,
N. Suwonjandee ,
M. Takahashi ,
M. Takizawa ,
U. Tamponi ,
K. Tanida ,
F. Tenchini ,
F. Testa ,
A. Thaller ,
T. Tien Manh ,
O. Tittel ,
R. Tiwary ,
E. Torassa ,
K. Trabelsi ,
F. F. Trantou ,
I. Tsaklidis ,
I. Ueda ,
K. Unger ,
Y. Unno ,
K. Uno ,
S. Uno ,
P. Urquijo ,
Y. Ushiroda ,
S. E. Vahsen ,
R. van Tonder ,
K. E. Varvell ,
M. Veronesi ,
V. S. Vismaya ,
L. Vitale ,
V. Vobbilisetti ,
R. Volpe ,
M. Wakai ,
S. Wallner ,
M. -Z. Wang ,
A. Warburton ,
M. Watanabe ,
S. Watanuki ,
C. Wessel ,
E. Won ,
X. P. Xu ,
B. D. Yabsley ,
W. Yan ,
W. Yan ,
J. Yelton ,
K. Yi ,
J. H. Yin ,
K. Yoshihara ,
J. Yuan ,
L. Zani ,
F. Zeng ,
M. Zeyrek ,
B. Zhang ,
V. Zhilich ,
J. S. Zhou ,
Q. D. Zhou ,
L. Zhu ,
R. Žlebčík قاس الفيزيائيون كيفية تحول ميزون B إلى ميون ونيوترينو، ووضعوا قيودًا جديدة على الجسيمات المراوغة.
📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل
داخل المسرع، تتصادم الجسيمات، وفي لحظة وجيزة يولد ميزون B — جسيم ثقيل يعيش أقل من جزء من مليار من الثانية. عادةً ما يضمحل إلى العديد من الشظايا، لكنه أحيانًا يتحول إلى جسيمين فقط: ميون ونيوترينو. هذا المسار النادر يشبه اليانصيب حيث تفوز التذكرة مرة واحدة من كل مليوني سحب.
جمع الفيزيائيون في منشأتي Belle وBelle II البيانات لسنوات عديدة لالتقاط مثل هذه الأحداث. بحثوا عن الميونات المنطلقة من نقطة التصادم، ومن طاقتها حسبوا مقدار الطاقة التي حملها النيوترينو غير المرئي. وتبين أن احتمال الاضمحلال هو (4.4 ± 1.9 ± 1.0) × 10⁻⁷ — وهذا يعني أنه من بين عشرة ملايين ميزون B، حوالي أربعة فقط تضمحل بهذه الطريقة. الدقة ليست عالية بعد، لكنها النتيجة الأكثر صرامة حتى اليوم.
النيوترينو لا يتفاعل تقريبًا مع المادة: لإيقافه، تحتاج إلى لوح من الرصاص بسمك
سنة ضوئية .
الرقم الذي تم الحصول عليه يضع قيودًا على النظريات التي تتضمن أنواعًا إضافية من بوزونات هيغز — الجسيمات المسؤولة عن الكتلة. بالإضافة إلى ذلك، بحث العلماء عن النيوترينوات المعقمة — جسيمات افتراضية لا تشارك في التفاعل الضعيف إطلاقًا. يمكن لهذه الجسيمات أن تحمل الطاقة، مما يغير صورة الاضمحلال. لم يتم العثور على إشارة، لكن تم وضع حدود جديدة على خصائصها: إذا كانت النيوترينوات المعقمة بكتلة تصل إلى 1.5 جيجا إلكترون فولت موجودة، فإنها تختلط مع النيوترينوات العادية بشكل ضعيف للغاية.
كما قامت الدراسة بتحديد قياس اضمحلال آخر لميزون B، حيث ينتج إلكترون أو ميون مع جسيمات أخرى بدلاً من الميون. هناك الاحتمال أعلى — حوالي 2.7 × 10⁻⁴، والقياس يتوافق مع تنبؤات النموذج القياسي . كل هذا يذكرنا بغربلة الرمال بحثًا عن حبيبات الذهب: معظم الأحداث هي خلفية عادية، لكن الارتفاعات النادرة تحكي عن القوانين العميقة للعالم الصغير.
احتمال اضمحلال ميزون B إلى ميون ونيوترينو يساوي تقريبًا فرصة الفوز في اليانصيب بشراء تذكرة واحدة من بين مليوني تذكرة.
البحث عن النيوترينوات المعقمة يذكرنا بقصة جسيمات من عالم موازٍ تظهر في عالمنا فقط من حين لآخر.
سهل القراءة طويل جدًا غير واضح ممتاز جاف قليلاً
إرسال