Belle II 实验是一项大型研究工作,旨在精确测量弱相互作用参数、研究奇异强子(即一类亚原子粒子)并寻找新的物理现象。这项工作主要依赖于对 Belle II 探测器(即通用光谱仪)收集的数据和 SuperKEKB(粒子对撞机)发送的数据进行分析,这两台探测器均位于日本筑波的高能加速器研究组织 (KEK)。
在最近发表于《物理评论快报》的一篇论文中,Belle II 合作组报告了首次直接测量 B 介子分支分数的 tau 与轻子比率𝑅(𝑋𝜏/ℓ)。通过这一测量,该团队能够测试带电电流弱相互作用的普遍性。
Belle II 合作组织发言人 Karim Trabelsi 告诉 Phys.org: “在我们目前最好的粒子物理理论标准模型中,带电轻子(电子、μ 子和 τ 子)与弱力和电磁力完全耦合。这种现象被称为轻子普遍性。”
值得注意的是,任何轻子普适性被打破的迹象都表明存在非标准模型物理学。作为他们最近论文的一部分,Trabelsi 和他的同事专门着手直接测量 tau 和轻子之间的比率,因为这可能有助于寻找和理解新的物理现象(即标准模型之外的现象)。
“将 τ 子与更轻的 μ 子和电子进行比较之所以特别有趣,是因为现有测量的平均值与普适性预测之间存在矛盾,”Trabelsi 说道。“这些测量仅在轻子伴有单个粲介子的衰变中进行(不包括衰变为 D 和 D* 介子),而我们的研究并未区分伴随轻子产生的不同类型的强子或强子数量(包括衰变)。”
理论对排他衰变和包容衰变的预测有很大不同,但在尝试探索任何类型的轻子普适性时,它们是互补的。然而,迄今为止,仅使用大型电子-正电子对撞机 (LEP) 收集的数据进行了考虑这两种衰变的全面测量,LEP 是位于 CERN 的最大粒子加速器之一。
Belle II 最近研究的主要目标是收集 20 多年来首次测量这一特定量。为此,他们使用了 Belle II 探测器收集的最后一组数据。
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