Невидимые распады частиц экспресс
В детекторе BESIII частицы разыгрывают спектакль: сталкиваются, рождаются и распадаются, оставляя вспышки света. Но иногда актёр может уйти со сцены незаметно — через потайную дверь, которую не видят камеры. Физики искали именно такие «тихие» распады, когда частица превращается в нечто невидимое для приборов.
Для этого они использовали десять миллиардов событий с частицей J/ψ — это как просмотреть десять миллиардов фотографий одного и того же момента. Искали три сценария: сигма-плюс барион распадается на протон и невидимку, кси-минус — на пион и невидимку, а лямбда-барион может осциллировать в свою античастицу, что нарушает закон сохранения барионного числа. Ни в одном случае не нашли ничего подозрительного.
Эти пределы — самые строгие на сегодня. Они связывают руки теоретикам, которые придумывают модели с тёмным сектором: если невидимые распады существуют, они должны быть ещё более редкими, чем считалось. Потайная дверь если и есть, то очень узкая.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.08140
The BESIII experiment at BEPCII provides a clean environment to test baryon-dark sector connections and baryon-number violation. Using $$10^{10}$$ $$J/\psi$$ events, searches were performed for $$\Sigma^{+}\to p+\text{inv}$$, $$\Xi^{-}\to\pi^{-}+\text{inv}$$, and $$\bar{\Lambda}-\Lambda$$ oscillations. No excess was observed, yielding $$\mathcal{B}(\Sigma^{+}\to p+\text{inv})<3.2\times10^{-5}$$, $$\mathcal{B}(\Xi^{-}\to\pi^{-}+\text{inv})<(4-7)\times10^{-5}$$, and $$P(\Lambda)<4.4\times10^{-6}$$ (90\% C.L.). These are the most stringent limits on invisible baryon decays and $$\Delta B=2$$ transitions in strange baryons, probing new physics beyond the Standard Model.
Частица J/ψ была открыта одновременно в 1974 году двумя группами — в США и Китае, и её название объединяет оба обозначения: J и ψ.
В сериале «Тёмная материя» люди попадают в мир, где привычная физика не работает, — как и в поисках невидимых распадов, где энергия уходит в неизвестное измерение.