科学家刚刚发现了100亿分之一的量子物理现象

这一发现可能为我们探索新物理世界创造条件

在欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器（SPS）中，当质子撞击铍靶时，产生的亚原子混沌会产生少量的κ—一种亚原子粒子。

当质子在欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器(SPS)中撞击铍靶时，由此发生的亚原子混沌会产生少量的介子——一种亚原子粒子。

• 物理学家预测，从这些K介子 (Kaon)中，大约有100亿分之一会衰变为带正电荷的π，即中微子/反中微子对。现在，他们已经成功地检测到这一点。
• 这种特殊的衰变是发现全新的粒子物理学的成熟条件。

夸克很神奇。作为所有物质的基石，这些亚原子粒子在粒子加速器中受到难以置信的碰撞时，有一种完全转变成不同东西的趋势。大约在百分之六的时间，这种重组会产生一个k，一种不同的亚原子粒子。

更令人莫测的是，大约100亿次中，一个带正电荷的带正电的介子会衰变为带正电的π介子和中微子-中微子对。尽管这些实验每秒钟产生近10亿次粒子，但要找到标准物理模型的理解所遵循的规则以外唯一的例外，需要花费大量时间。现在，这个十多年前开始的NA62 合作项目是这个观测结果的顶峰。在自然中寻找发生概率为100亿分之一的效应既令人着迷又富有挑战性。经过严谨而艰苦的工作，人们终于看到了 NA62 是如何被设计和建造的来用于观察。

要制造K介子，你需要一些非常专业的设备。要克服这个超级难题，需要一些非常专业的设备。特别需要超级质子同步加速器（ SPS ）——欧洲核子研究中心加速器中的第二大机器（仅次于大型强子对撞机）。SPS向铍靶发射一束高能质子，产生仅有6%的K介子二次束。粒子进入真空罐，硅像素探测器测量由此产生的亚原子混沌。

研究人员称，研究超子，特别是这些特定的衰变行为，对我们理解物理学至关重要，因为超子“对标准模型预测的偏差极为敏感”。这使得高能到π-π--反衰变成为少数几个可以发现新粒子物理的领域之一。虽然研究人员说他们的结果比标准模型预测的要大50%，但测量是具有潜性的精确。

在这个衰变中寻找新物理学的线索需要更多的数据，但这个结果是一个飞跃，并进一步加强了对这一研究领域的强烈关注。

这种介子-中微子对衰变已经被标准模型预测到，甚至在技术上以前也被探测到，但这是该团队第一次以5个标准差(以西格玛测量)的统计显著性来测量这一事件。西格玛值（σ值）越高，检测到的偶然性故障的可能性越小，假设越有可能是正确的。超过5西格玛的阈值通常意味着一项发现，例如，希格斯玻色子的发现，只有当一个读数超过五西格玛的统计意义时才宣布。

既然物理学家已经证实了这一事件，而且这一确认被认为具有统计学意义，他们现在可以推进并研究这一极端罕见事件的未知属性。

这种测量依赖于识别100亿分之一的 K +衰变，并确保它不是其他 9999999999 中可以模拟信号的衰变之一，NA62研究团队的整个合作使得这个几乎不可能得出的结果成为可能。”