Bisher war es eine Vermutung. Frühere Experimente der Europäischen Organisation für Kernforschung (Cern) haben seit 2020 einen sehr seltenen Zerfall des Kaons vorhergesagt, eines Teilchens, das etwa 100-mal schwerer als ein Elektron ist. Jetzt sind sich CERN-Wissenschaftler dessen sicher.
Ein Zerfallsprozess, der weniger als einmal in zehn Milliarden vorkommt
Ende September gaben Forscher bekannt, dass sie den Zerfall eines positiven Kaons in ein positives Pion und ein Neutrino-Antineutrino-Paar beobachtet hatten. Diese Reaktion gilt als äußerst selten, da weniger als eine von zehn Milliarden Desintegrationen auf diese Weise stattfindet.
„Diese Beobachtung ist der Höhepunkt eines vor mehr als zehn Jahren begonnenen Projekts. Die Suche nach Phänomenen, deren Eintrittswahrscheinlichkeit in der Größenordnung von 10 hoch -11 liegt, ist sowohl faszinierend als auch schwierig Beobachten Sie den Prozess, für den der NA62-Detektor entworfen und gebaut wurde.erklärt Giuseppe Ruggiero, Sprecher von NA62, in einer Pressemitteilung.
10 großartige Entdeckungen, die die Wissenschaft vorangebracht haben
Das NA62-Experiment zielt darauf ab, seltene Kaonzerfälle mit einem speziellen Detektor zu untersuchen. Ziel ist es, sie besser zu verstehen, um bestimmte Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik, insbesondere im Bereich der Wechselwirkungen über kurze Entfernungen, zu überprüfen.
Ein Zerfall, der den Weg für eine neue Physik ebnen könnte
Zur Durchführung dieser Experimente werden im Super Proton Synchrotron, einem Teilchenbeschleuniger, hochintensive Protonenstrahlen erzeugt. Anschließend werden sie an ein festes Ziel gesendet. Bei der Kollision entstehen fast eine Milliarde Sekundärteilchen, von denen etwa 6 % Kaonen sind. Der Zerfall dieser Kaonen wird dann von einem Detektor analysiert, der die durch ihr Verschwinden entstehenden Teilchen identifiziert.
Das Studium der Kaonen ist deshalb so wichtig, weil sie eine Besonderheit aufweisen: Diese Teilchen verstoßen gegen die Regel der Paritätssymmetrie. Das Kaon könnte somit eine Rolle bei der Vorherrschaft der Materie gegenüber der Antimaterie im Universum spielen. Der vom CERN beobachtete äußerst seltene Zerfall ist vor allem deshalb wertvoll, weil er den Weg zu neuer Physik ebnen könnte, die über das Standardmodell hinausgeht.
„Die Suche nach Anzeichen neuer Physik in diesem Zerfall erfordert weitere Daten, aber das heutige Ergebnis ist bereits ein Sprung nach vorne und rechtfertigt das starke Interesse an dieser Forschungsrichtung.“schließt Karim Massri, Koordinator für Physik bei NA62.
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