日本质子加速器，很可能发现了新粒子，超出标准模型的预测！

来自佛罗里达州立大学的物理学家认为，他们已经解决了一种名为K介子的亚原子粒子罕见衰变的不寻常事件，这些事件是由日本质子加速器研究中心的Koto实验所报告。俄亥俄州立大学物理学副教授Takemichi Okui和物理学助理教授Kohsaku Tobioka现在在《物理评论快报》期刊上发表了一篇新研究论文，提出这种衰变实际上是一种新粒子，在类似的实验中没有被发现。

这是如此罕见的衰变事件，这种情况非常罕见，本不应该看到任何东西，但如果这是正确的，我们该如何解释呢？研究人员认为这是一种可能性。介子是由一个夸克和一个反夸克组成的粒子，研究人员研究它们是如何运作的，包括它们的衰变，以此来更好地理解世界是如何运作的。但Koto实验的研究人员报告了四例特殊的罕见衰变，它们本应是太罕见而无法检测到的。

（上图所示）俄亥俄州立大学物理学家提出了一种新粒子(黄色)来解释日本报道的罕见介子事件(蓝色)衰变到中性介子(橙色)。图片：Florida State University

这种观测违反了解释宇宙基本基本力并对所有已知基本粒子进行分类的标准物理学模型。根据计算，新粒子可能有两种可能性：①在一种情况下，物理学家认为介子可能会衰变成π介子（质量为电子270倍的亚原子粒子）以及某种看不见的粒子；②或者Koto实验中的研究人员，可能目睹了还不知道东西的产生和衰变。日本研究人员正在进行一次特殊的数据运行，以确认之前观测是新粒子的真实探测还是只是噪声。

如果得到证实，那将非常令人兴奋，因为这完全出乎意料。它可能是噪音，但也可能不是。在这种情况下，对噪音的预期非常低，所以即使是一个事件或观测也非常引人注目。在这种情况下，有四个事件或观测。Okui和Tobioka是这项研究的合著者，他们是来自以色列理工学院的TeppeKitahara和Yotam Soreg，以及来自以色列魏兹曼科学研究所的Gilad Perez。

KOTO实验在KL→π0νν‘Search的信号区报告了4个候选事件，而标准模型预计只有0.1±0.02个事件。如果得到证实，这需要超越标准模型的物理特性来增强信号，研究了对这一结果的各种新物理解释包括：

1）新物理增强了标准模型信号

2）将“νν”重新解释为一个新的低质量长寿命粒子

3）将整个信号重新解释为在固定靶处产生的新低质量长寿命粒子

研究在一个广义的新物理格罗斯曼-尼尔界背景下研究了上述解释，该界来自K+→π+νν衰变，受到E949和NA62实验数据的约束。

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博科园｜研究/来自：佛罗里达州立大学

参考期刊《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.071801

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