实验室观测到罕见粒子衰变

科技日报北京9月25日电 （记者刘霞）欧洲核子研究中心（CERN）NA62实验团队，首次在实验室成功观测到带电K介子衰变为带电π介子和正反中微子对，置信度达到宣称“新发现”所需的5西格玛（即99.9999%）。这一罕见粒子衰变过程，有望揭开超越粒子物理学标准模型的新物理学的奥秘。相关论文已提交24日举行的欧洲粒子物理研讨会。

NA62实验目标是高精确度观测K介子罕见衰变。标准模型揭示了物质的组成部分及其相互作用，其预测K介子发生这一衰变的几率不到百亿分之一。正因如此，观测该衰变将成为寻找新物理学证据最可靠的途径之一。

K介子由CERN超级质子同步加速器提供的高强度质子束与静止靶碰撞产生。这种碰撞产生了一束次级粒子，使得每秒有近10亿个粒子飞入NA62探测器，其中约6%是带电K介子。探测器准确识别并测量了K介子及除中微子外的衰变产物（中微子几乎不与物质相互作用，表现为“缺失的能量”）。

观测结果显示，K介子衰变为π介子和正反中微子对的几率约为千亿分之十三。研究团队指出，最新观测结果成为迄今达到“发现”水平的最罕见衰变。

新观测结果与标准模型并不完全吻合，这或许暗示着存在某种（或某些）未知的新粒子。不过，这一推测还需更多数据予以证实。目前，NA62实验正在收集新数据，有望在未来证实或排除这种衰变中新物理学的存在。

新结果基于NA62实验2021年—2022年，以及2016年—2018年的数据集获得。其中2021年—2022年的数据集是在对NA62装置进行一系列升级后收集的，硬件升级与精细分析技术强强携手，将收集信号的速度提高了50%。