Nuove intuizioni sulla rarità del decadimento delle particelle
Recenti scoperte fanno luce su un raro processo di decadimento adronico e le sue implicazioni.
― 6 leggere min
Indice
Recenti ricerche hanno rivelato nuove informazioni su un raro decadimento di particelle. La collaborazione BESIII ha raccolto una grande quantità di dati per studiare questo fenomeno. Hanno trovato indizi di un tipo specifico di decadimento che coinvolge i Adroni, che sono particelle fatte di quark. Questa evidenza ha suscitato interesse nella comunità scientifica, poiché potrebbe aiutare a scoprire di più sulle forze che governano le interazioni delle particelle.
Cosa sono gli Adroni e il Decadimento delle particelle?
Gli adroni sono una categoria di particelle subatomiche che includono protoni e neutroni, oltre a particelle più complesse. Sono tenuti insieme dalla forza forte. Il decadimento delle particelle si riferisce al processo in cui una particella instabile si trasforma in una o più altre particelle. Questo processo può avvenire in molti modi diversi, portando a vari prodotti di decadimento.
Nel caso di questa nuova evidenza, i ricercatori si sono concentrati su un decadimento adronico che non era stato studiato in modo approfondito prima. Questo decadimento è rilevante perché potrebbe fornire intuizioni sul comportamento dei quark e sulle forze che li legano insieme.
Raccolta Dati
La collaborazione BESIII ha raccolto dati da collisioni ad alta energia in un acceleratore di particelle. Esaminando i risultati di miliardi di eventi, hanno scrutinato i canali di decadimento che potrebbero portare alla formazione delle particelle di loro interesse. La grande quantità di dati ha reso i loro risultati più affidabili, poiché ha permesso una migliore analisi statistica.
I ricercatori hanno utilizzato un rilevatore sofisticato per catturare dettagli sulle collisioni e sulle particelle prodotte. Questo rilevatore registra informazioni sull'energia, il momento e altre proprietà delle particelle coinvolte.
Analisi dei Risultati
L'analisi ha coinvolto diversi passaggi. Gli scienziati hanno applicato vari criteri di selezione per filtrare il rumore di fondo e concentrarsi sugli eventi rilevanti. Dovevano assicurarsi che stavano osservando il decadimento di interesse e non solo collisioni casuali di particelle.
Ogni evento è stato esaminato per identificare coppie di particelle cariche in modo opposto. I ricercatori cercavano condizioni specifiche che corrispondessero al comportamento atteso del decadimento che stavano studiando. Questo includeva l'uso di modelli matematici per prevedere i risultati attesi delle interazioni.
La selezione finale ha portato a concentrarsi su un particolare processo di decadimento. L'evidenza per questo decadimento è arrivata con un livello di significato che indicava un'alta probabilità che non fosse dovuta a fluttuazioni casuali.
Implicazioni Teoriche
I risultati di questo studio hanno importanti implicazioni per la nostra comprensione della fisica delle particelle. Le teorie esistenti su come interagiscono le particelle suggeriscono certe frazioni di ramificazione, che si riferiscono alla probabilità che si verifichi un percorso di decadimento specifico. Tuttavia, i risultati di questa ricerca hanno mostrato alcune incoerenze con queste previsioni teoriche.
I ricercatori hanno confrontato i loro risultati con due principali quadri teorici: La Cromodinamica Quantistica perturbativa (pQCD) e la Cromodinamica Quantistica non Relativistica (NRQCD). Questi quadri aiutano gli scienziati a capire la forza forte che tiene uniti i quark all'interno degli adroni.
Le discrepanze evidenziate da questa ricerca suggeriscono che potrebbero esserci lacune nei Modelli Teorici attuali. Per gli scienziati, questo significa che c'è bisogno di ulteriori perfezionamenti di questi modelli per meglio corrispondere a ciò che si osserva negli esperimenti.
Sfide nella Fisica delle Particelle
Studiare i decadimenti rari delle particelle presenta diverse sfide. Uno dei principali problemi è l'incertezza statistica insita in qualsiasi risultato sperimentale. Anche con un grande insieme di dati, c'è sempre la possibilità di variazioni che possono portare a conclusioni errate.
Inoltre, la natura complessa delle interazioni delle particelle significa che gli scienziati devono considerare attentamente molti fattori contributivi. Questo include i livelli di energia delle collisioni, i tipi di particelle coinvolte e i principi fisici di base che governano le interazioni.
Nonostante queste sfide, il lavoro recente della collaborazione BESIII rappresenta un progresso nel campo. I loro risultati contribuiscono a un crescente insieme di conoscenze e potrebbero aprire nuove strade per esplorazioni nella fisica delle particelle.
Direzioni Future per la Ricerca
Con l'evidenza di questo nuovo processo di decadimento, ci sono diverse direzioni future che i ricercatori possono prendere. Un'area di focus sarà condurre più esperimenti per confermare e affinare questi risultati. La collaborazione BESIII e altri gruppi di ricerca potrebbero esplorare canali di decadimento correlati per ottenere una migliore comprensione della fisica sottostante.
Inoltre, i ricercatori probabilmente cercheranno di migliorare i modelli teorici che prevedono il comportamento delle particelle. Questo potrebbe coinvolgere calcoli avanzati che tengono conto di correzioni di ordine superiore o nuovi effetti fisici.
La collaborazione tra fisici sperimentali e teorici sarà fondamentale per affrontare le incoerenze osservate nelle attuali previsioni teoriche.
L'Importanza della Collaborazione nella Scienza
La natura collaborativa della ricerca scientifica gioca un ruolo significativo nell'avanzare la conoscenza in aree come la fisica delle particelle. La collaborazione BESIII riunisce esperti di varie istituzioni e paesi, mettendo insieme le loro risorse e competenze per affrontare problemi complessi.
Tali collaborazioni consentono ai ricercatori di condividere dati, metodologie e intuizioni, portando infine a risultati più robusti. Nella fisica delle particelle, dove gli esperimenti possono essere estremamente costosi e complessi, questo lavoro di squadra diventa ancora più critico.
Impatti sullo Sviluppo Tecnologico
Investigando i decadimenti delle particelle e i principi sottostanti della fisica delle particelle può anche avere implicazioni pratiche. I progressi in questo campo hanno storicamente portato a innovazioni tecnologiche. Ad esempio, lo sviluppo di acceleratori di particelle ha influenzato varie tecnologie, compresa l'imaging medico e la terapia radiante.
Mentre i ricercatori continuano a esplorare gli aspetti fondamentali della fisica, la conoscenza acquisita può contribuire a nuove applicazioni in campi come la scienza dei materiali, il calcolo e l'energia.
Osservazioni Conclusive
Le recenti evidenze per un nuovo processo di decadimento adronico offrono uno sguardo emozionante sulle complessità della fisica delle particelle. I risultati sfidano le teorie esistenti e evidenziano la necessità di ulteriori indagini. Mentre i ricercatori esplorano questi risultati, potrebbero scoprire intuizioni più profonde sulle forze fondamentali che plasmano il nostro universo.
Questo lavoro continuo nella fisica delle particelle non solo migliora la nostra comprensione, ma ispira anche le future generazioni di scienziati a continuare a investigare i misteri del cosmo. La collaborazione di ricercatori di tutto il mondo rende possibile affrontare queste ambiziose domande scientifiche e migliorare la nostra comprensione del mondo naturale.
Titolo: Evidence of the $h_c\to K_S^0 K^+\pi^-+c.c.$ decay
Estratto: Based on $(2.712\pm0.014)\times10^9$ $\psi(3686)$ events collected by the BESIII collaboration, evidence of the hadronic decay $h_c\to K_S^0K^+\pi^-+c.c.$ is found with a significance of $4.3\sigma$ in the $\psi(3686)\to\pi^0 h_c$ process. The branching fraction of $h_c\to K_S^0 K^+\pi^- +c.c.$ is measured to be $(7.3\pm0.8\pm1.8)\times10^{-4}$, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. Combining with the exclusive decay width of $\eta_c\to K\bar{K}\pi$, our result indicates inconsistencies with both pQCD and NRQCD predictions.
Autori: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, O. Afedulidis, X. C. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, I. Balossino, Y. Ban, H. -R. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, J. F. Chang, G. R. Che, G. Chelkov, C. Chen, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. L. Chen, S. M. Chen, T. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. J. Chen, Z. Y. Chen, S. K. Choi, G. Cibinetto, F. Cossio, J. J. Cui, H. L. Dai, J. P. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. De Mori, B. Ding, X. X. Ding, Y. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, Y. H. Fan, J. Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Fang, Y. Q. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, X. B. Gao, Y. N. Gao, Yang Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. H. Gu, Y. T. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, K. L. Han, T. T. Han, F. Hanisch, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, T. Holtmann, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, B. Y. Hu, H. M. Hu, J. F. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, F. Hölzken, N. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, S. Janchiv, J. H. Jeong, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, X. Q. Jia, Z. K. Jia, D. Jiang, H. B. Jiang, P. C. Jiang, S. S. Jiang, T. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, N. Kalantar-Nayestanaki, X. L. Kang, X. S. Kang, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, R. Kiuchi, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, J. J. Lane, P. Larin, L. Lavezzi, T. T. Lei, Z. H. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. N. Li, Hui Li, J. R. Li, J. S. Li, K. Li, L. J. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. X. Li, T. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. G. Li, Z. J. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. Z. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, F. Liu, F. H. Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. H. Liu, H. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. Y. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. K. Liu, W. M. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. Q. Liu, X. C. Lou, F. X. Lu, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, F. C. Ma, H. Ma, H. L. Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, Y. Ma, Y. M. Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, S. Malde, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, Z. X. Meng, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, L. S. Nie, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, P. Patteri, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, H. P. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, F. Z. Qi, H. Qi, H. R. Qi, M. Qi, T. Y. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, X. K. Qiao, J. J. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, C. F. Redmer, K. J. Ren, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, Ch. Rosner, S. N. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, K. Schoenning, M. Scodeggio, K. Y. Shan, W. Shan, X. Y. Shan, Z. J. Shang, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, H. Shi, H. C. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, Q. Q. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, J. J. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. J. Song, Y. X. Song, S. Sosio, S. Spataro, F. Stieler, Y. J. Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, M. Tang, Y. A. Tang, L. Y. Tao, Q. T. Tao, M. Tat, J. X. Teng, V. Thoren, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, I. Uman, Y. Wan, S. J. Wang, B. Wang, B. L. Wang, Bo Wang, D. Y. Wang, F. Wang, H. J. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, M. Wang, N. Y. Wang, S. Wang, T. Wang, T. J. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. Wang, X. F. Wang, X. J. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Y. Q. Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Y. Wang, Ziyi Wang, D. H. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, Y. R. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, C. Wu, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, X. Wu, X. H. Wu, Y. Wu, Y. H. Wu, Y. J. Wu, Z. Wu, L. Xia, X. M. Xian, B. H. Xiang, T. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, S. Y. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, X. H. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, C. F. Xu, C. J. Xu, G. F. Xu, H. Y. Xu, M. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, W. Xu, W. L. Xu, X. P. Xu, Y. C. Xu, Z. P. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, X. Q. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, T. Yang, Y. Yang, Y. F. Yang, Y. X. Yang, Z. W. Yang, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, C. Z. Yuan, J. Yuan, L. Yuan, S. C. Yuan, Y. Yuan, Z. Y. Yuan, C. X. Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. Zeng, Y. J. Zeng, X. Y. Zhai, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, A. Q. Zhang, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. S. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, P. Zhang, Q. Y. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, Shulei Zhang, X. D. Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. M. Zhang, Yan Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Z. Zhang, G. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, N. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, J. Y. Zhou, L. P. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. Z. Zhou, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. Zhu, L. X. Zhu, S. H. Zhu, S. Q. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, J. H. Zou, J. Zu
Ultimo aggiornamento: 2024-04-04 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2404.03217
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.03217
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.