CERN的大型强子对撞机的科学家们刚刚观察到一个在亚原子层级上极其罕见的现象，这可能导致对粒子物理学标准模型的新理解。

在名为NA62的实验中，研究人员检测并测量了一种名为K介子的亚原子粒子的超罕见衰变形式。根据科学家们的说法，这种事件是粒子物理学中观测到的最稀有相互作用之一：每100亿个K介子中不到一个会以这种方式衰变。

标准模型以高精度预言了这种K介子衰变，称为“黄金通道”。因此，实际观察到这一现象为检验我们对亚原子世界的当前理解提供了一个独特的机会。

“如果我们测量到与（标准模型）的偏差，那是新物理学的明确迹象，”参与该实验的伯明翰大学粒子物理学家Cristina Lazzeroni对《有趣工程》杂志说。

纯粹的Kaos

K介子，也称为K介子，由两个夸克组成。实验的焦点——带电K介子，包含一个上夸克和一个反奇异夸克。

简而言之，科学家寻找的超罕见衰变中，带电K介子分解成三个其他粒子：一个称为π介子的带电粒子，以及一个中微子和一个反中微子。

为了观察这一情景，研究人员使用CERN的超级质子同步加速器向静止目标发射高强度质子束。这产生了包括K介子在内的二次粒子，这些粒子随后被一个探测器精确测量。

幸运的是，研究人员捕捉到了K介子在这种难以捉摸的行为：在统计上，带电K介子大约每1000亿次中发生这种超罕见衰变约13次。

这极其罕见。但研究人员表示，这比标准模型预测的频率高出约50%，这一差异需要得到解释。

精确的案例

然而，这并不一定是标准模型的丧钟。由于涉及的不确定性，标准模型的预测可能与这里发现的相兼容。

尽管如此，这是迄今为止同类检测中最为精确的一次。研究人员此前也观察到过K介子的超罕见衰变，但这是首次以五个标准偏差（五西格玛）的显著性水平进行测量，这在粒子物理学中是发现的标准；根据所涉及现象的不同，这意味着观察到的可能是一个统计上的偶然的概率仅为0.00003%或0.00006%。

“在这种衰变中寻找新物理学的线索需要更多数据，但这一结果是一个飞跃，为这一研究方向提供了更强的兴趣，”NA62物理协调员Karim Massri在谈及这项工作时说。