لم يتحلل تاو-ليبتون إلى ثلاثة ميونات سريع

الأصل: "A search for lepton-flavour violating $$\tau \to 3\mu$$ decays with the ATLAS detector"
· ATLAS Collaboration
arXiv:2603.18099 · 2026-03-18 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
بحث الفيزيائيون في مصادم الهادرونات الكبير عن تحلل نادر لتاو-ليبتون ولم يجدوه، مما وضع حدًا أكثر صرامة.

تاو-ليبتون هو قريب ثقيل للإلكترون، يعيش أقل من تريليون جزء من الثانية. عادةً ما يتحلل إلى جسيمات أخف، لكنه لا يتحلل أبدًا إلى ثلاثة ميونات دفعة واحدة: هذا الانتقال محظور بالقوانين المعروفة لفيزياء الجسيمات. إذا حدث، لكان ذلك يعني أن قوى غير معروفة تعمل في الطبيعة.

النموذج القياسي — أفضل خريطة للعالم المصغر — يتنبأ بأن تحلل التاو إلى ثلاثة ميونات شبه مستحيل. لكن العديد من النظريات التي تحاول تجاوز النموذج القياسي تسمح بهذه العملية باحتمال يمكن ملاحظته. لذلك، البحث عن هذا التحلل هو مثل التحقق من وجود باب في الجدار حيث لا يُظهره أي خريطة.

الميونات هي نسخ أثقل من الإلكترونات. ثلاثة ميونات من تاو واحد هي كما لو سقطت تفاحة وتحولت إلى ثلاث برتقالات: هذا لا يحدث في الحديقة، لكنه ممكن في العالم الكمومي.

حلل فيزيائيو ATLAS بيانات تصادمات البروتونات عند طاقة 13 تيرا إلكترون فولت، التي جُمعت على مدى ثلاث سنوات. بحثوا عن أحداث يُنتج فيها بوزون W يتحلل إلى تاو ونيوترينو، ثم يتحول التاو إلى ثلاثة ميونات. خوارزميات خاصة اختارت هذه الأحداث من بين مليارات. في النهاية، لم يُكتشف أي إشارة: البيانات متوافقة مع الخلفية.

غياب التحلل سمح بتحديد حد جديد: احتمال تحلل التاو إلى ثلاثة ميونات أقل من 8.7×10⁻⁸ — أي أقل من مرة واحدة لكل 11 مليون تحلل تاو. هذا أكثر صرامة بنسبة 20% من القيد السابق ويعطي مرجعًا للنظريات والتجارب المستقبلية.

تاو-ليبتون أثقل من الإلكترون بـ 3500 مرة ويعيش فقط 0.0000000000003 ثانية.

B(\tau \to 3\mu) < 8.7 \times 10^{-8}
الحد الأعلى لاحتمال تحلل تاو-ليبتون إلى ثلاثة ميونات عند مستوى ثقة 90%.
العلماء
Emmy NoetherWolfgang PauliChien-Shiung WuEugene WignerJohn Stewart BellEnrico Fermi
المفاهيم
انتهاك نكهة اللبتون بيسي الثالث ليبتون تاو تجربة أطلس نكهة نيوترينو