粒子風味の変化を見つけるための理論と実験物理学チームの構成

科学

最近の物理学における重要な発見は測定に由来している。 ニュートリノ – 中立的で弱く相互作用する粒子 – 太陽によって生成されます。 太陽における核反応は電子ニュートラルのみを生成する。 によると 標準モデル、ニュートリノには3つの異なる「味」（電子、ミュー、タウ）があります。 科学者たちはもともとニュートリノに質量がないと思っていましたが、最近ニュートリノに質量があることを発見しました。 この発見の興味深い結果は、ニュートリノが味を変えることができるということです。 これは、太陽から地球に到達するニュートリノの3分の2が電子ニュートリノではないことを意味します。 今、理論と実験の発展は、科学者たちがニュートリノの荷電相手である電子、 ミューオンとタウオン – また、風味を変更することができます。

影響

2つの新しい実験では、科学者たちは、負の電荷を持つミューオン、すなわち電子のより重いいとこであり、電子に崩壊するミューオンを見つけるでしょう。 これは標準モデルに違反するものです。 これらの実験、FermilabのMu2eと日本J-PARCのCOMETは、転換確率が100兆分の1に過ぎても、この過程で電子を感知することができます。 したがって、これらの実験は以前の検索より10,000倍敏感です。 最近の理論的作業は、これらの実験で利用可能な新しい物理学情報とそれを測定する方法を確認しました。 その結果は、科学者に標準モデルを超えて存在する可能性のある相互作用について知らせることができます。

要約

ミューオン 核標的に捕捉され、電子のように原子に結合する。 ミューオンが電子に変換されると、科学者はミューオンを離れる電子だけを観察できます。 核 最低エネルギー状態で。 これらの電子は正確なエネルギーを持っており、測定のために選択した場合にのみ検出を簡素化し、背景を排除します。 核は床のままであるため、測定できるものを制限します。

カリフォルニア大学、バークレー校、ローレンスバークレー国立研究所、上海Jiao Tong大学、大学マサチューセッツ州、アムハーストの研究者は、これらのフィルタを使用して研究者が慎重に選択した一連の核標的を使用する場合、実験者は6つの独立した観察可能項目を測定できることがわかりました。 彼らの財産のために。 核理論は、所与の観察可能な項目を改善するためのターゲット属性を予測することができるので、この選択を導くのに役立ちます。 6つの観察可能な項目は、新しい物理学の「指紋」を表し、Mu2eやCOMETなどのチームが完了できる測定プログラムを定義します。 このプログラムが実行されると、粒子理論家は標準モデルに欠けている可能性のある物理学に関する6つの新しい手がかりを持つことになります。

ファンディング

この作業は、エネルギー省科学省、国立科学財団、Heising-Simons財団の支援を受けました。