⚛️ high-energy experiments

Search for the charged lepton flavour violating decay $\eta'\to e\mu$

En utilisant un ensemble de données d'environ 90 millions d'événements $J/\psi$ collectés par le détecteur BESIII, cette étude rapporte la première recherche de la désintégration de violation du goût de lepton chargé $\eta'\to e\mu$ , établissant une nouvelle limite supérieure sur sa fraction de désintégration de $6,3\times10^{-7}$ au niveau de confiance de 90 %, ce qui améliore les résultats précédents de près de trois ordres de grandeur.

Auteurs originaux : BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. BarbagiovannBESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. Barbagiovanni, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. B. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, D. Cabiati, H. Cai, M. H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, X. Y. Chai, J. F. Chang, T. T. Chang, G. R. Che, Y. Z. Che, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, W. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, X. Y. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. K. Chen, J. Cheng, L. N. Cheng, S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. L. Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De Mori, E. Di Fiore, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, Z. J. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Shaoxu Du, X. L. Du, Y. Q. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, Jin Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Xu Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Yunong Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. D. Gu, M. H. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, H. Guo, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, Z. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, J. Y. Han, T. T. Han, X. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. He, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, Q. P. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, Y. X. Hu, Z. M. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, P. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, N. H\üsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, L. K. Jia, X. Q. Jia, D. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L. Jin, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, X. L. Kang, X. S. Kang, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kr\öger, L. Kr\ümmel, Y. Y. Kuang, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. K\ühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, Chunkai Li, Cong Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, Hui Li, J. N. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, M. T. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. Li, S. X. Li, S. Y. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. K. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. Li, Y. H. Li, Y. B. Li, Y. C. Li, Y. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. L. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, Z. Z. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, C. X. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, F. Liu, F. H. Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Kun Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. P. Liu, X. T. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Yi Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. L. Liu, Z. Q. Liu, Z. X. Liu, Z. Y. Liu, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. H. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, J. S. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Z. Y. Lv, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, Y. H. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, L. R. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Y. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Maity, S. Malde, L. M. Mansur, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. H. Meng, Z. X. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. L. Olsen, Q. Ouyang, I. V. Ovtin, S. Pacetti, Y. Pan, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, G. L. Peng, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, L. P\öpping, F. Z. Qi, H. R. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. H. Qiao, J. J. Qin, J. L. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, P. B. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, J. Rademacker, K. Ravindran, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, W. R. Ruangyoo, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, M. Schernau, K. Schoenning, M. Scodeggio, W. Shan, X. Y. Shan, Z. J. Shang, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, Ch. Y. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, M. H. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, H. L. Song, J. J. Song, M. H. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. X. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. C. Sun, Y. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, H. Tabaharizato, N. T. Tagsinsit, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, Z. H. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, K. Yu. Todyshev, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, Bin Wang, Bo Wang, C. Wang, Chao Wang, Cong Wang, D. Y. Wang, F. K. Wang, H. J. Wang, H. R. Wang, J. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. W. Wang, M. Wang, Mi Wang, N. Y. Wang, P. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Yanning Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Zhi Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, H. R. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Z. Wu, H. L. Xia, L. Xia, B. H. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, K. J. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, D. B. Xiong, G. F. Xu, H. Y. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, T. D. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Y. C. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, W. H. Yan, W. P. Yan, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, R. J. Yang, X. Y. Yang, Y. Yang, Y. G. Yang, Y. H. Yang, Y. M. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Youhua Yang, Z. Y. Yang, W. J. Yao, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, K. Yi, Junhao Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, L. W. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, Yongchao Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, Jie Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, Ying Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Yujie Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, Gengyuan Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, Han Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. S. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, Jin Zhang, Jiyuan Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Yao Zhang, Yu Zhang, Yu Zhang, Z. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, Zhilong Zhang, Ziyang Zhang, Ziyu Zhang, G. Zhao, J. -P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. L. Zhao, Y. P. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, W. Q. Zheng, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, J. Q. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. X. Zhou, Y. Z. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. X. Zhu, Lin Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, W. J. Zhu, W. Z. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, X. Y. Zhuang, M. Zhuge, J. H. Zou, J. Zu

Publié 2026-08-07

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CC BY 4.0

Auteurs originaux : BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. Barbagiovanni, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. B. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, D. Cabiati, H. Cai, M. H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, X. Y. Chai, J. F. Chang, T. T. Chang, G. R. Che, Y. Z. Che, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, W. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, X. Y. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. K. Chen, J. Cheng, L. N. Cheng, S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. L. Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De Mori, E. Di Fiore, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, Z. J. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Shaoxu Du, X. L. Du, Y. Q. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, Jin Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Xu Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Yunong Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. D. Gu, M. H. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, H. Guo, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, Z. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, J. Y. Han, T. T. Han, X. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. He, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, Q. P. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, Y. X. Hu, Z. M. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, P. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, N. H\üsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, L. K. Jia, X. Q. Jia, D. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L. Jin, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, X. L. Kang, X. S. Kang, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kr\öger, L. Kr\ümmel, Y. Y. Kuang, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. K\ühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, Chunkai Li, Cong Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, Hui Li, J. N. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, M. T. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. Li, S. X. Li, S. Y. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. K. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. Li, Y. H. Li, Y. B. Li, Y. C. Li, Y. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. L. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, Z. Z. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, C. X. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, F. Liu, F. H. Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Kun Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. P. Liu, X. T. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Yi Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. L. Liu, Z. Q. Liu, Z. X. Liu, Z. Y. Liu, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. H. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, J. S. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Z. Y. Lv, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, Y. H. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, L. R. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Y. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Maity, S. Malde, L. M. Mansur, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. H. Meng, Z. X. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. L. Olsen, Q. Ouyang, I. V. Ovtin, S. Pacetti, Y. Pan, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, G. L. Peng, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, L. P\öpping, F. Z. Qi, H. R. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. H. Qiao, J. J. Qin, J. L. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, P. B. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, J. Rademacker, K. Ravindran, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, W. R. Ruangyoo, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, M. Schernau, K. Schoenning, M. Scodeggio, W. Shan, X. Y. Shan, Z. J. Shang, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, Ch. Y. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, M. H. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, H. L. Song, J. J. Song, M. H. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. X. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. C. Sun, Y. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, H. Tabaharizato, N. T. Tagsinsit, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, Z. H. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, K. Yu. Todyshev, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, Bin Wang, Bo Wang, C. Wang, Chao Wang, Cong Wang, D. Y. Wang, F. K. Wang, H. J. Wang, H. R. Wang, J. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. W. Wang, M. Wang, Mi Wang, N. Y. Wang, P. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Yanning Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Zhi Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, H. R. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Z. Wu, H. L. Xia, L. Xia, B. H. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, K. J. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, D. B. Xiong, G. F. Xu, H. Y. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, T. D. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Y. C. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, W. H. Yan, W. P. Yan, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, R. J. Yang, X. Y. Yang, Y. Yang, Y. G. Yang, Y. H. Yang, Y. M. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Youhua Yang, Z. Y. Yang, W. J. Yao, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, K. Yi, Junhao Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, L. W. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, Yongchao Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, Jie Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, Ying Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Yujie Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, Gengyuan Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, Han Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. S. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, Jin Zhang, Jiyuan Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Yao Zhang, Yu Zhang, Yu Zhang, Z. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, Zhilong Zhang, Ziyang Zhang, Ziyu Zhang, G. Zhao, J. -P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. L. Zhao, Y. P. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, W. Q. Zheng, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, J. Q. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. X. Zhou, Y. Z. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. X. Zhu, Lin Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, W. J. Zhu, W. Z. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, X. Y. Zhuang, M. Zhuge, J. H. Zou, J. Zu

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Imaginez l'univers comme une gigantesque partie cosmique de chaises musicales jouée par de minuscules particules. Dans ce jeu, il existe des règles strictes sur qui peut s'asseoir où. L'une des règles les plus fondamentales est la « conservation de la saveur ». Considérez la « saveur » comme un uniforme spécifique ou le maillot d'une équipe. Les électrons portent du bleu, les muons portent du rouge et les taus portent du vert. Dans le manuel de règles standard de la physique (le Modèle Standard), un joueur portant un maillot bleu n'est jamais censé changer soudainement de maillot pour devenir un joueur en rouge pendant que la musique joue. Ils restent dans leur équipe.

Cependant, les scientifiques ont récemment découvert que les neutrinos — ces cousins fantomatiques et presque sans masse des particules — peuvent changer de saveur. C'est comme si un joueur en bleu changeait secrètement de maillot pour enfiler un rouge. Mais voici le hic : bien que les neutrinos puissent faire cela, les particules chargées plus lourdes (comme les électrons et les muons) sont censées être beaucoup plus obstinées. Si jamais nous surprenions un électron et un muon en train d'échanger leurs places de la manière qui ne devrait pas arriver, ce serait comme trouver une preuve irréfutable. Cela signifierait qu'il y a des joueurs cachés, des forces invisibles ou une physique entièrement nouvelle tapissant derrière le rideau, brisant les règles que nous pensions inviolables. C'est la chasse à la « violation de la saveur des leptons chargés » (CLFV) : chercher un bug dans la matrice qui prouverait que l'univers est plus vaste que notre carte actuelle.

La grande chasse au changement de maillot à BESIII

Dans ce dernier chapitre de la chasse, la collaboration BESIII a agi comme une équipe de détectives ultra-observateurs lors d'un immense collisionneur de particules. Ils ont concentré leur attention sur un événement spécifique et rare : une particule appelée êta-prime ( $\eta'$ ) se désintégrant en un électron et un muon ( $\eta' \to e\mu$ ). Si cela se produisait, ce serait un signe clair d'une nouvelle physique.

Pour capturer cet événement rare, l'équipe avait besoin d'une foule immense de suspects. Ils ont utilisé le détecteur BESIII, une caméra et un réseau de capteurs géants et de haute technologie situés au collisionneur BEPCII en Chine. Ils ont collecté des données provenant de $(8998 \pm 40) \times 10^6$ (soit près de 9 milliards !) de collisions d'électrons et de positrons. Ces collisions produisent un énorme nombre de particules $J/\psi$ . Considérez le $J/\psi$ comme une particule parente qui, lorsqu'elle se brise, donne parfois naissance à un êta-prime ( $\eta'$ ) et un photon (une particule de lumière). L'équipe a estimé qu'à partir de toutes ces collisions, ils avaient créé environ $(47,5 \pm 0,6) \times 10^6$ particules êta-prime à inspecter.

La stratégie de l'équipe était de dresser un piège dans une pièce bondée. Ils savaient exactement à quoi ressemblerait la « scène du crime » si l'êta-prime enfreignait les règles : elle disparaîtrait et laisserait derrière elle deux traces — un électron et un muon — se déplaçant dans des directions opposées. Ils ont utilisé les outils ultra-sensibles du détecteur pour identifier ces particules. Le détecteur possède des couches qui agissent comme un tamis :

La Chambre à dérive suit la trajectoire des particules.
Le Système de temps de vol mesure leur vitesse de déplacement.
Le Calorimètre électromagnétique mesure la quantité d'énergie qu'elles rejettent lorsqu'elles le frappent.
Le Compteur de muons vérifie si une particule peut transpercer des couches d'acier (les muons sont robustes ; les pions ne le sont généralement pas).

En combinant tous ces indices, ils pouvaient faire la différence entre un véritable électron, un véritable muon et des imposteurs comme les pions (qui sont courants mais ne devraient pas être là). Ils ont également recherché une « masse de recul » spécifique — une empreinte mathématique qui confirme que l'êta-prime était présente avant de disparaître.

Le verdict : aucun échange trouvé

Après avoir passé au crible des milliards d'événements et appliqué des filtres extrêmement stricts, l'équipe a trouvé deux événements candidats qui ressemblaient au crime qu'ils traquaient. Cependant, lorsqu'ils ont vérifié leur bruit de fond (le « statique » des collisions de particules aléatoires qui pourraient ressembler à un signal), ils ont réalisé que zéro événement n'était attendu selon la physique connue. Mais, comme les données étaient si propres et le bruit de fond si faible, ces deux événements ne se sont pas imposés comme une preuve irréfutable. Ils étaient probablement simplement un coup de chance statistique.

Ainsi, l'équipe n'a pas trouvé la nouvelle physique qu'elle recherchait. Au lieu de cela, elle a établi une nouvelle limite incroyablement stricte sur la fréquence à laquelle ce « changement de maillot » peut se produire. Ils ont calculé que la probabilité (rapport de branchement) qu'un êta-prime se transforme en un électron et un muon est inférieure à $6,3 \times 10^{-7}$ (ou 0,00000063) avec un niveau de confiance de 90 %.

Pourquoi cela importe

Ce résultat est une affaire majeure car il améliore la limite précédente de près de trois ordres de grandeur. Avant cela, la limite était de $4,7 \times 10^{-4}$ . Pour mettre cela en perspective, si l'ancienne limite disait que l'événement pouvait se produire une fois tous les 2 000 essais, la nouvelle limite dit qu'il se produit moins d'une fois tous les 1,5 million d'essais.

En resserrant ce filet, les scientifiques ont écarté une part massive de modèles théoriques qui prédisaient que cette désintégration se produirait plus souvent. Ils ont également imposé des contraintes beaucoup plus strictes sur les « coefficients de Wilson » — des nombres mathématiques dans les équations des théories de la nouvelle physique qui décrivent la force avec laquelle ces interactions interdites devraient se produire. En résumé, l'univers maintient fermement sa position sur la règle selon laquelle les électrons et les muons ne changent pas de maillot, et toute nouvelle physique tentant de briser cette règle doit être encore plus subtile et cachée que nous ne le pensions auparavant. La chasse continue, mais la zone de recherche vient de devenir beaucoup, beaucoup plus petite.

Résumé technique : Recherche de la désintégration de l' $\eta'$ avec violation du goût leptonique chargé $\eta' \to e\mu$

Problématique et motivation
L'observation des oscillations de neutrinos confirme que le goût leptonique n'est pas une symétrie exacte de la nature, impliquant que des processus de violation du goût leptonique chargé (CLFV) peuvent se produire via des boucles de mélange de neutrinos au sein du Modèle Standard (SM) étendu par les masses des neutrinos. Cependant, les fractions de branchement prédites pour de tels processus sont extrêmement supprimées en raison de la petitesse des masses des neutrinos. Par conséquent, toute observation expérimentale d'un processus CLFV constituerait une signature sans ambiguïté d'une nouvelle physique au-delà du Modèle Standard (BSM). Contrairement à d'autres lois de conservation du SM, la conservation du goût leptonique n'est pas liée à un courant conservé sous-jacent, ce la permet à de nombreux modèles BSM — tels que le Modèle à deux Higgs doublets, le Modèle Supersymétrique Minimal (MSSM), les Théories de Grande Unification et les mécanismes de seesaw — d'introduire naturellement des transitions CLFV.

Pour sonder ces mécanismes, la théorie des champs effectifs (EFT) est employée pour décrire les désintégrations CLFV des quarkonium. Pour le méson $\eta'$ , la désintégration $\eta' \to e\mu$ est sensible à des coefficients de Wilson spécifiques associés aux interactions à quatre fermions (axiales et pseudoscalaires) et aux interactions gluons-fermions. Les limites expérimentales précédentes sur cette désintégration, spécifiquement le résultat de CLEO de $4,7 \times 10^{-4}$ à un niveau de confiance (CL) de 90 %, laissaient une marge de progression significative. Cette analyse vise à rechercher le processus CLFV $\eta' \to e\mu$ en utilisant le plus grand échantillon de données de $J/\psi$ au monde collecté par le détecteur BESIII.

Méthodologie
L'analyse utilise $(8998 \pm 40) \times 10^6$ événements $J/\psi$ collectés dans des collisions $e^+e^-$ à une énergie de centre de masse de $\sqrt{s} = 3,097$ GeV avec le détecteur BESIII au collisionneur BEPCII. La recherche procède via la chaîne de désintégration $J/\psi \to \gamma \eta'$ , suivie de la désintégration CLFV $\eta' \to e\mu$ .

Sélection des événements :
- Topologie : Les événements doivent contenir exactement deux traces de charges opposées et un photon énergétique.
- Identification des particules (PID) : Les candidats électrons sont identifiés par la perte d'énergie par ionisation ($dE/dx$) dans la chambre à dérive, le temps de vol (TOF) et la forme de la gerbe dans le calorimètre électromagnétique (EMC), exigeant une haute probabilité pour l'hypothèse électron et un rapport énergie-impulsion $E/p > 0,8$ . Les candidats muons sont distingués des pions par le $dE/dx$, le dépôt d'énergie dans l'EMC (restreint à 0,1–0,3 GeV) et la profondeur de pénétration dans le compteur de muons à plaques résistives (MUC).
- Cinématique : Un ajustement cinématique à quatre contraintes (4C) est appliqué au système $\gamma e\mu$ pour imposer la conservation de l'énergie et de l'impulsion. Les événements avec $\chi^2_{4C} > 100$ sont écartés.
- Région de signal : La masse de recul du photon, $M_{\text{recoil}}^\gamma$ , est calculée. Les candidats tombant dans la fenêtre de signal $(0,932, 0,982) \text{ GeV}/c^2$ (environ cinq fois la résolution de masse autour de la masse nominale de l' $\eta'$ ) sont sélectionnés.
Estimation du bruit de fond :
- Bruit de fond inclusif de $J/\psi$ : Un échantillon de Monte Carlo (MC) inclusif contenant environ 9 milliards d'événements $J/\psi$ a été analysé. Aucun événement de bruit de fond n'a survécu aux critères de sélection dans la région de signal.
- Bruit de fond de continuum : Des échantillons de données collectés à des énergies hors résonance ( $\sqrt{s} = 3,080, 3,650, 3,682, 3,773$ GeV) ont été utilisés pour estimer les contributions du continuum. Ces échantillons ont été mis à l'échelle et pondérés pour correspondre à la luminosité des données $J/\psi$ . Aucun événement de continuum n'a été observé dans la région de signal.
- Bruit de fond total : Le rendement total du bruit de fond estimé est nul.
Incertitudes systématiques :
Les incertitudes systématiques ont été évaluées pour l'efficacité de suivi, la PID, la sélection du photon, l'ajustement cinématique 4C, les statistiques du signal MC, le nombre total d'événements $J/\psi$ , et la fraction de branchement de $J/\psi \to \gamma \eta'$ . L'incertitude systématique combinée sur l'efficacité du signal est de 7,5 %, et l'incertitude sur le nombre de mésons $\eta'$ produits est de 1,3 %.
Analyse statistique :
Une limite supérieure (UL) sur la fraction de branchement a été dérivée en utilisant la méthode de la vraisemblance de profil, tenant compte des paramètres de nuisance liés à l'efficacité et aux rendements de bruit de fond.

Résultats clés

Observation : Deux événements candidats ont été observés dans la région de signal.
Signification : Étant donné le zéro bruit de fond attendu et la similitude statistique entre le MC inclusif et les données expérimentales, aucun excès statistiquement significatif par rapport au bruit de fond n'a été observé.
Limite supérieure : La limite supérieure au niveau de confiance de 90 % sur la fraction de branchement est fixée à :
$\mathcal{B}(\eta' \to e\mu) < 6,3 \times 10^{-7}$
Coefficients de Wilson : Sur la base de cette limite, les contraintes sur les coefficients de Wilson des opérateurs effectifs régissant la désintégration ont été améliorées. Les limites sur $|C/\Lambda^2|$ pour les opérateurs axiaux ( $C_{AL/AR}$ ), pseudoscalaires ( $C_{PL/PR}$ ) et gluoniques ( $C_{\tilde{G}L/\tilde{G}R}$ ) ont été resserrées d'environ 1 à 2 ordres de grandeur par rapport aux résultats précédents.

Signification
Ce travail présente la contrainte la plus stricte à ce jour sur le canal de désintégration $\eta' \to e\mu$ , améliorant la précédente meilleure limite (CLEO) de près de trois ordres de grandeur. En utilisant l'énorme jeu de données $J/\psi$ de BESIII, cette analyse fournit des contraintes complémentaires sur les interactions CLFV dans le secteur pseudoscalaire. Ces résultats contribuent au programme expérimental plus large de recherche de la physique au-delà du Modèle Standard, testant spécifiquement les espaces de paramètres des modèles qui prédisent la violation du goût leptonique chargé.

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