科學家們花了 10 年時間實驗等待，終於觀測到發生機率僅百億分之一的超罕見粒子衰變事件，為 K 介子衰變成帶電 π 介子與微中子-反微中子對，可能揭示新物理學存在。
多數未涉獵粒子物理專業領域的人從未聽說過 K 介子（Kaon），但這種微小亞原子粒子可能對標準模型提出巨大挑戰，CERN NA62 實驗便為測量 K 介子衰變而設計建造。
在該實驗中，科學家向目標發射高強度質子束，當質子高速撞擊某物會分裂成不同夸克組合，然後飛入能識別它們的探測器。
伯明罕大學物理學家 Evgueni Goudzovski 團隊投入約 10 年時間觀察 K 介子衰變，發現就算粉碎一堆質子，也只有約 6% 產物為 K 介子及它們衰變的新粒子，且 K 介子衰變成其他特定粒子的情況更加罕見。
▲ CERN 的 NA62 實驗。（Source：CERN）
團隊基於 NA62 實驗 2021～2022 年數據與先前發布的 2016～2018 年數據集，於最近確認首次觀察到 K 介子衰變成稱為 π 介子（pion）的亞原子粒子，以及一對極端微中子-反微中子對 （其餘時間 K 介子分解成不同產物），發生機率每 100 億個 K 介子僅約 1.3 次。
標準模型（SM）負責解釋各種粒子如何相互作用，並預測僅不到百億分之一個 K 介子會以上述方式衰變，是有史以來觀測到最罕見亞原子粒子衰變事件。
多數亞原子粒子最終都會衰變分解成其他較小粒子，K 介子衰變尤其值得關注，因為它們可能與標準模型解釋極限息息相關，是尋找新物理學證據的有趣過程之一。
這項研究結果與標準模型預期一致，但機率比標準模型預期高 50% 左右，其中一種可能性為新粒子存在進而提高該過程機率，但需要更多數據檢驗這一假設。隨著資料持續收集，NA62 實驗將確認新物理學是否存在，或對現有物理學添加更嚴格限制。
（首圖為示意圖，來源：pixabay）
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