📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить. Прошу разобрать полностью

Тау-лептон — тяжёлый родственник электрона, который живёт меньше триллионной доли секунды. Обычно он распадается на более лёгкие частицы, но никогда — сразу на три мюона: такой переход запрещён известными законами физики частиц. Если бы он произошёл, это означало бы, что в природе действуют неизвестные силы.

Стандартная модель — лучшая карта микромира — предсказывает, что распад тау на три мюона практически невозможен. Но многие теории, которые пытаются выйти за её рамки, допускают такой процесс с вероятностью, доступной для наблюдения. Поэтому поиск этого распада — как проверка, нет ли двери в стене, где на карте её не обозначено.

Физики ATLAS проанализировали данные столкновений протонов на энергии 13 ТэВ, собранные за три года. Они искали события, где рождается W-бозон, распадающийся на тау и нейтрино, а тау затем превращается в три мюона. Специальные алгоритмы отбирали такие события из миллиардов. В итоге сигнал не обнаружен: данные согласуются с фоном.

Отсутствие распада позволило установить новый предел: вероятность тау-распада на три мюона меньше 8.7×10⁻⁸ — то есть меньше одного раза на 11 миллионов распадов тау. Это на 20% строже предыдущего ограничения и даёт ориентир для будущих теорий и экспериментов.

Оригинальная аннотация

как её написали авторы, на английском arXiv:2603.18099

A search for charged lepton flavour violation in $$\tau \to 3\mu$$ decays is performed in $$pp$$ collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV using ATLAS data collected between 2016 and 2018, corresponding to an integrated luminosity of 137 $$\text{fb}^{-1}$$. The search is optimised for the electroweak $$W \to \tau u$$ production channel, due to its higher trigger efficiency, but also considers potential signal events from heavy-flavour production. Data are collected using two-muon and three-muon triggers and a multivariate analysis is used to separate the signal from the background. An unbinned likelihood fit is then performed to the resulting three-muon invariant mass spectrum and the data are found to be compatible with the background-only hypothesis. The observed (expected) limit on the branching ratio $$B(\tau\to3\mu)$$ is found to be $$8.7\times 10^{-8}$$ ($$7.5\times 10^{-8}$$) at 90% CL.