Extrem seltenes Ereignis am CERN beobachtet, Wahrscheinlichkeit 1 zu 100 Millionen

Am CERN in Genf hat das LHCb-Experiment die Beobachtung eines extrem seltenen Ereignisses ermöglicht, dessen Wahrscheinlichkeit bei eins zu 100 Millionen liegt : Es handelt sich um den Zerfall eines Sigma-Plus-Baryons , eines subatomaren Teilchens, das in ein Proton , ein Antimyon und ein Myon zerfällt . Das Ergebnis, das die Richtigkeit des Standardmodells bestätigt , An der in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Forschungsarbeit war maßgeblich das Nationale Institut für Kernphysik beteiligt. Geleitet wurde die Forschung von Francesco Dettori, außerordentlicher Professor für Experimentalphysik an der Universität Cagliari und Mitarbeiter des INFN, und Francesca Dordei, Forscherin an der INFN-Zweigstelle in Cagliari, in Zusammenarbeit mit der INFN-Zweigstelle in Perugia und der Universität Santiago de Compostela. Baryonen sind die Teilchen , aus denen die Materie besteht, aus der das sichtbare Universum besteht. Die Untersuchung ihres Zerfalls ist von entscheidender Bedeutung, um die Genauigkeit der Vorhersagen des Standardmodells zu überprüfen, das die bekannten Teilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte beschreibt, sowie die mögliche Existenz von Hinweisen auf eine ‚ neue Physik ‘, die über das Modell hinausgeht. „Die Untersuchung seltener Zerfälle uns bereits bekannter Teilchen ermöglicht es uns zu verstehen , ob es uns unbekannte Teilchen oder Wechselwirkungen gibt, da die durch das Vorhandensein letzterer verursachten Quanteneffekte die Wahrscheinlichkeit dieser Zerfälle verändern würden“, bemerkt Dettori. Die ersten Hinweise auf die mögliche Existenz eines Sigma-Plus-Baryonenzerfalls wurden vor etwa 20 Jahren durch das HyperCP-Experiment am FermiLab-Labor in Batavia (USA) gesammelt. Die damaligen Ergebnisse schienen darauf hinzudeuten, dass der Prozess Phänomene beinhalten könnte, die vom Standardmodell nicht vorhergesagt wurden. Diese Hypothese wurde nun durch Daten widerlegt , die vom LHCb-Experiment zwischen 2016 und 2018 aufgezeichnet wurden. Diese Daten stammen aus der Kollision von Protonen im Beschleuniger Large Hadron Collider und wurden mit fortschrittlichen Techniken des maschinellen Lernens verarbeitet. „ Auch dieses Mal hat sich das Standardmodell durchgesetzt “, kommentiert Dordei. „Die Daten stimmen immer noch perfekt mit seinen Vorhersagen überein und bestätigen seine unglaubliche Robustheit, obwohl sie vor Jahrzehnten entwickelt wurden. Aber genau aus diesem Grund sind wir motiviert, noch weiter vorzudringen und nach Hinweisen auf neue Wechselwirkungen bei immer selteneren und schwer fassbaren Phänomenen zu suchen.“