CERN обнаружил ультра-редкое распадание B-мезона, открывая путь к физике на уровне зептометров

Исследователи Большого адронного коллайдера зафиксировали исключительно редкое распадание нейтрального B-мезона на мюон и анти-мюон, процесс, который, как предсказывается, происходит лишь раз примерно в 10 млрд распадов. Наблюдение стало возможным благодаря модернизации коллайдера в 2024 году и продвинутому машинному обучению, и представляет собой первое экспериментальное подтверждение этого явления, предлагая новый способ исследования физики на расстояниях, измеряемых в зептометрах — одной квадриллионной части метра.

Распад был идентифицирован среди множества частиц, образующихся при столкновении протонов почти со скоростью света. Хотя мезоны регулярно превращаются в другие частицы, конкретный канал мюон-антимуон настолько маловероятен, что оставался неуловимым более четырёх десятилетий.

"Физики преследуют этот распад более 40 лет," — сказал Марко Сантимария, сопредседатель международной аналитической группы, в пресс-релизе ЦЕРН. "Для выделения мюонов из подавляющего фона требуется экстремальная точность."

ЦЕРН отметил, что модернизации 2024 года увеличили скорость сбора данных, а новые методы машинного обучения помогли подавить фоновые процессы, которые иначе скрывали бы редкий сигнал. Результаты, пока согласующиеся со Стандартной моделью, подробно изложены в препринте, размещённом на arXiv.

Это открытие прокладывает путь к исследованию так называемого «зептовселенной», где расстояния измеряются в зептометрах — около 100 000 млн зептометров в типичном атоме. Хотя планковская длина находится далеко за пределами этого масштаба, доступ к зептометровому режиму может в конечном итоге пролить свет на условия сразу после Большого взрыва.

Последующие измерения проверят, появятся ли отклонения от существующих теорий на этих беспрецедентно малых масштабах.