在欧洲核子研究中心（CERN），科学家们发现了一种极其罕见的粒子衰变过程，为我们提供了对物质基本相互作用的新见解。
今天，NA62合作团队在CERN EP研讨会上展示了带电介子衰变为带电π介子及一对中微子-反中微子的首次实验观察（K+ → π p+νν）。
这种现象极其罕见——粒子物理学的标准模型（SM）表明，少于十亿个K介子中只有一个会以这种方式衰变。NA62实验专门设计和建造以捕捉这种K介子衰变。
伯明翰大学的粒子物理学教授克里斯蒂娜·拉泽罗尼表示：“通过这次测量，K+ → π p+νν的衰变被确认是发现级别上最稀有的衰变，达到了显著的5σ标准。这个具有挑战性的分析反映了出色的团队合作，让我对这一remarkable成就感到特别自豪。”
K介子是通过来自CERN超级质子同步加速器（SPS）的高强度质子束与静止靶发生碰撞产生的。这一过程每秒产生近十亿个次级粒子，其中约6%是带电K介子，指向NA62探测器。探测器能够准确识别和测量每个K介子及其衰变产物，尽管中微子表现为缺失的能量。
佛罗伦萨大学的朱塞佩·鲁杰里奥教授表示：“这一成就标志着一个始于十多年前的漫长项目的结束。研究概率约为10-11的自然现象既迷人又富有挑战。我们的细心努力取得了显著成果，带来了期待已久的发现。”
最新发现源于NA62实验在2021-22年间收集的数据，以及2016-18年数据集中的先前出版结果。对NA62的重大升级使得2021-22阶段的数据收集强度提高了30%，并实现了多个新改进探测器的应用。
这些硬件进步结合精细的分析技术，使得信号候选者的采集率比之前高出50%，同时实施了新方法以减小背景噪声。
来自伯明翰大学的研究团队目前由尤金·古兹沃斯基教授领导，自2007年设计阶段以来一直参与NA62项目，担任合作的重要角色。
古兹沃斯基教授评论道：“我们的重点始终是在吸引顶尖人才并为早期职业研究人员提供领导角色。我们为拥有当前的NA62物理协调员和领导K+ → π p+νν测量的两位前伯明翰博士生而感到骄傲。与这样一支充满活力和高效团队合作及领导，令我倍感荣幸。”
研究团队正在调查K+ → π p+νν衰变，因为它可能揭示超出标准模型描述的新物理，这使其成为识别新物理现象证据的重要过程。
观察到的K介子衰变为一个π介子和两个中微子的比率约为每1000亿个中约13个，符合标准模型的预测，但比预期高出约50%。这种差异可能暗示存在新粒子增强这一衰变的概率，尽管进一步数据对验证这一假设至关重要。NA62实验正在积极收集数据，研究人员对在未来几年确认或证伪相关新物理的存在持乐观态度。
