⚛️ high-energy experiments

Search for the charged lepton flavor violating decay $\eta \to e^{\pm}\mu^{\mp}$

Utilizzando un dataset di circa $10,1 \times 10^9$ eventi $J/\psi$ raccolti dal rivelatore BESIII, i ricercatori hanno cercato il decadimento che viola il numero di sapore dei leptoni carichi $\eta \to e^{\pm}\mu^{\mp}$ e, non avendo trovato segnali, hanno stabilito un nuovo limite superiore alla sua frazione di ramificazione di $6,8 \times 10^{-7$ con un livello di confidenza del 90%, migliorando il precedente limite migliore di un ordine di grandezza.

Autori originali: M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. Barbagiovanni, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. BerM. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, 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, 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, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De, E. Di, 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, 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, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, L. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, 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, N. in, 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, H. B. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L, 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, L. Kr, Y. Y. Kuang, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. K, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, J. N. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. 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, 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. 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, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, L. Liu, L. C. 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. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. 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, 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, Y. M. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Maity, S. Malde, Q. A. Malik, H. X. Mao, 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, 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, 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, F. Z. Qi, H. R. Qi, M. 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, M. Q. Ruan, 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, 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, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S, 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, 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, I. Uman, E. van, B. Wang, C. 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, N. Y. Wang, S. Wang, T. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, H. R. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. 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, Z. Y. Yang, W. J. Yao, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, 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, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. 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, L. M. Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Z. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. 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, 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

Pubblicato 2026-06-23

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CC BY 4.0

Autori originali: M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, 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, 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, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De, E. Di, 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, 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, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, L. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, 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, N. in, 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, H. B. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L, 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, L. Kr, Y. Y. Kuang, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. K, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, J. N. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. 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, 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. 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, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, L. Liu, L. C. 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. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. 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, 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, Y. M. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Maity, S. Malde, Q. A. Malik, H. X. Mao, 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, 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, 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, F. Z. Qi, H. R. Qi, M. 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, M. Q. Ruan, 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, 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, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S, 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, 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, I. Uman, E. van, B. Wang, C. 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, N. Y. Wang, S. Wang, T. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, H. R. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. 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, Z. Y. Yang, W. J. Yao, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, 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, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. 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, L. M. Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Z. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. 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, 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

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

Il quadro generale: un "crimine impossibile" cosmico

Immaginate che l'universo abbia un insieme rigoroso di regole, come una gigantesca partita a scacchi. Una di queste regole è che certi "giocatori" (particelle chiamate leptoni) dovrebbero stare nelle proprie corsie. Un elettrone è un elettrone, e un muone è un muone. Sono come due specie diverse che non si mescolano mai.

Nel libro delle regole standard della fisica (chiamato Modello Standard), è impossibile che un elettrone si trasformi improvvisamente in un muone, o viceversa. Questo è chiamato "Violazione del Flavore dei Leptoni Carichi" (CLFV).

Tuttavia, gli scienziati sospettano che ci possa essere un "imbroglione" nel gioco — una nuova fisica nascosta che non abbiamo ancora scoperto. Se questa nuova fisica esiste, potrebbe occasionalmente rompere le regole e permettere a un elettrone di scambiare il posto con un muone. L'obiettivo di questo articolo è cogliere quell'imbroglione in flagrante.

Il lavoro investigativo: l'esperimento BESIII

Gli scienziati stanno lavorando a un enorme acceleratore di particelle in Cina chiamato BESIII. Pensate a questa macchina come a una gigantesca pista da corsa ad alta velocità dove fanno scontrare elettroni e positroni (anti-elettroni).

La Fabbrica: Hanno accumulato una collezione massiccia di particelle "J/ψ". Immaginatele come pesanti casse instabili che, quando si rompono, rilasciano una pioggia di particelle più piccole.
Il Bersaglio: I ricercatori stanno cercando un evento molto specifico e raro. Vogliono trovare una particella chiamata mesone eta (η) che decade (si scompone) in un elettrone e un muone.
La Scala: Hanno esaminato oltre 10 miliardi di eventi J/ψ. È come cercare un singolo granello di sabbia specifico su tutte le spiagge della Terra, ma farlo con un microscopio capace di vedere i singoli atomi.

La strategia di ricerca: cercare un ago in un pagliaio

Il processo che stanno cercando è una reazione a catena:

Una particella J/ψ si rompe, creando un fotone (luce) e una particella eta-prime (η').
L'eta-prime si rompe rapidamente in due pioni (un tipo di particella) e una particella eta (η).
Infine, la particella eta dovrebbe rompersi in un elettrone e un muone.

La Sfida:
L'ultimo passaggio è complicato. L'elettrone e il muone sembrano molto simili al rilevatore e vengono spesso confusi con altre particelle (come i pioni) che sono molto più comuni. È come cercare di trovare un gemello specifico in mezzo a una folla di tripletti identici.

Per risolvere il problema, gli scvoli hanno utilizzato un "setaccio digitale":

Hanno usato una simulazione al computer (una simulazione "Monte Carlo") per prevedere quale dovesse essere l'aspetto del segnale.
Hanno applicato regole rigide per filtrare il rumore. Hanno controllato l'energia, la traiettoria e l' "impronta digitale" di ogni particella per assicurarsi che non stessero solo guardando il comune rumore di fondo.
Hanno utilizzato un metodo "semi-cieco". Ciò significa che hanno sigillato la parte finale dei dati (la "regione del segnale") in una cassaforte digitale. Hanno impostato tutte le loro regole e testato i loro strumenti su un piccolo campione prima, per assicurarsi che funzionassero. Solo dopo che tutto era perfetto, hanno "aperto la cassaforte" per guardare i dati reali.

Il Risultato: Il silenzio del segnale

Dopo aver analizzato tutti i 10 miliardi di eventi e applicato tutti i filtri:

Hanno trovato zero eventi.
Non c'è stata alcuna traccia di una particella eta che si trasforma in un elettrone e un muone.

È come se avessero cercato in tutta la Biblioteca del Congresso un libro che non esiste, e non avessero trovato nulla.

Cosa significa "Zero"?

Nella scienza, trovare il nulla è comunque una grande scoperta. Poiché non hanno visto l'evento, possono calcolare quanto debba essere raro.

Il Limite: Possono affermare con una confidenza del 90% che, se questo evento di "rottura delle regole" avviene, accade meno di 6,8 volte ogni 10 milioni di particelle eta.
Il Miglioramento: La precedente migliore stima era che potesse accadere fino a 60 volte ogni rispetto a 10 milioni. Questo nuovo risultato è 10 volte più preciso. Hanno stretto la rete in modo significativo.

Perché questo è importante?

Anche se non hanno trovato l' "imbroglione", hanno reso le regole del gioco molto più rigide.

I Coefficienti di Wilson: L'articolo li menziona come numeri matematici che descrivono quanto sarebbe forte la forza dell'imbroglio. Dimostrando che l'evento è così raro, gli scienziati hanno costretto questi numeri a essere molto più piccoli.
L'Implicazione: Qualsiasi nuova teoria della fisica (come le teorie sulla supersimmetria o sulle dimensioni extra) che predice questo scambio di particelle deve ora essere adeguata. Se una teoria prevedeva che lo scambio avvenisse spesso, quella teoria è ora probabilmente errata o deve essere modificata.

Riassunto

La collaborazione BESIII ha agito come un detective cosmico. Ha esaminato 10 miliardi di collisioni di particelle alla ricerca di una trasformazione proibita (una particella eta che si trasforma in un elettrone e un muone). Non ha trovato nulla.

Questo "nulla" è potente perché dimostra che, se esiste una nuova fisica che permette questa trasformazione, essa è incredibilmente debole. Hanno migliorato il limite mondiale su questo evento raro di un fattore dieci, chiudendo di fatto la porta a molte teorie che prevedevano che fosse più facile da trovare.

Sintesi Tecnica: Ricerca del decadimento della violazione del sapore del leptone carico $\eta \to e^\pm \mu^\mp$

Problema e Motivazione
Nel Modello Standard (SM), i processi di violazione del sapore del leptone carico (CLFV) sono strettamente proibiti. Tuttavia, numerosi estensioni dello SM, inclusi i modelli supersimmetrici minimi, le Grandi Teorie dell'Unificazione e i meccanismi Seesaw, predicono naturalmente l'esistenza di processi CLFV. Sebbene siano state condotte ricerche estese per i decadimenti CLFV in vari stati di quarkonium (come $\phi$ , $J/\psi$ , $\Upsilon$ , $\pi^0$ e $\eta'$ ), il mesone pseudoscalare $\eta$ rimane una sonda critica. Nello specifico, i decadimenti di $\eta$ e $\eta'$ sono esclusivamente sensibili ai coefficienti di Wilson assiali-vettoriali ( $C_{AL/AR}$ ). I limiti sperimentali precedenti sulla frazione di ramificazione $\mathcal{B}(\eta \to e^\pm \mu^\mp)$ erano stati fissati a $6,0 \times 10^{-6}$ . Questo articolo mira a migliorare tale limite utilizzando il più grande campione al mondo di eventi $J/\psi$ raccolti dal rivelatore BESIII.

Metodologia
L'analisi utilizza un dataset di $(10,087 \pm 0,044) \times 10^9$ eventi $J/\psi$ raccolti all'energia del centro di massa $\sqrt{s} = 3,097$ GeV con il rivelatore BESIII. La ricerca si concentra sulla catena di decadimento:
$J/\psi \to \gamma \eta', \quad \eta' \to \pi^+ \pi^- \eta, \quad \eta \to e^\pm \mu^\mp$

Selezione degli Eventi: I candidati devono presentare quattro tracce cariche (carica totale zero) e almeno un fotone. Le tracce cariche devono soddisfare i requisiti di angolo polare ( $|\cos\theta| < 0,93$ ) e di parametro d'impatto. I candidati fotone sono identificati tramite bagliori isolati nel calorimetro elettromagnetico (EMC) con soglie di energia di 25 MeV (barrel) e 50 MeV (end cap).
Identificazione delle Particelle (PID) e Cinematica: A causa della bassa quantità di moto e della natura sovrapposta di muoni e pioni, viene utilizzato un approccio combinato. L'identificazione delle particelle si basa sulle informazioni di $dE/dx$, EMC e Time-of-Flight (TOF). Viene eseguito un fit cinematico a quattro vincoli (4C) sotto varie ipotesi ( $\pi^+\pi^-e^\pm\mu^\mp$ , $\pi^+\pi^-e^+e^-$ , $\pi^+\pi^-\pi^+\pi^-$ ). Viene selezionata la combinazione che produce il $\chi^2_{4C+PID}$ minimo.
Ottimizzazione: I criteri di selezione sono ottimizzati utilizzando la Figura di Merito (FOM) di Punzi. Cuti aggiuntivi richiedono che il rapporto tra il deposito di energia nell'EMC e il momento sia $>0,8$ per gli elettroni e che il deposito di energia del muone sia nell'intervallo $(0,1, 0,3)$ GeV.
Regioni di Segnale: La massa invariante del sistema $\pi^+\pi^-e^\pm\mu^\mp$ è vincolata alla regione di segnale $\eta'$ $(0,946, 0,97)$ GeV/ $c^2$ . La massa invariante della coppia $e^\pm\mu^\mp$ è vincolata alla regione di segnale $\eta$ $(0,538, 0,558)$ GeV/ $c^2$ .
Strategia di Analisi: Viene impiegata un'analisi semi-cieca (semi-blind). Circa il 10% dei dati è stato utilizzato per validare la strategia prima di procedere all'unblinding del campione completo.
Incertezze Sistematiche: Le fonti includono il numero di eventi $J/\psi$ (0,5%), le frazioni di ramificazione degli stati intermedi (1,2% ciascuno), l'efficienza di tracciamento (2,8%), la PID (6,9%), il rilevamento dei fotoni (0,5%) e il fit cinematico 4C (2,2%). L'incertezza sistematica totale è dell'8,0%.

Risultati Chiave

Osservazione: Nessun evento di segnale è stato osservato nella regione di segnale definita per $M(e^\pm\mu^\mp)$ . Il background atteso dalle simulazioni Monte Carlo inclusive di $J/\psi$ e dai campioni di dati del continuo raccolti a energie fuori picco era zero.
Efficienza: L'efficienza di rilevamento del segnale è stata determinata come $(14,96 \pm 0,05)\%$ .
Limite della Frazione di Ramificazione: Utilizzando il metodo della verosimiglianza di profilo (profile likelihood), si stabilisce un limite superiore sulla frazione di ramificazione al livello di confidenza (C.L.) del 90%:
$\mathcal{B}(\eta \to e^\pm \mu^\mp) < 6,8 \times 10^{-7}$
Coefficienti di Wilson: Questo risultato si traduce in un miglioramento dei vincoli sui coefficienti di Wilson effettivi. Per gli operatori assiali-vettoriali, i limiti sono rafforzati a $|C_{AL/AR}^{q e \mu}/\Lambda^2| < 1,0 \times 10^{-3}$ GeV $^{-2}$ (per $q=u,d$ ) e $< 7,0 \times 10^{-4}$ GeV $^{-2}$ (per $q=s$ ).

Significatività e Rivendicazioni
L'articolo afferma che questo risultato migliora il precedente miglior limite su $\mathcal{B}(\eta \to e^\pm \mu^\mp)$ di un ordine di grandezza (da $6,0 \times 10^{-6}$ a $6,8 \times 10^{-7}$ ). Stringendo i vincoli sui coefficienti di Wilson, l'analisi fornisce limiti più rigorosi ai modelli teorici che predicono la violazione del sapore del leptone carico. Gli autori sottolineano che le grandi statistiche del dataset di $J/\psi$ raccolte da BESIII forniscono un'opportunità unica per sondare questi rari decadimenti, offrendo una firma chiara per una potenziale nuova fisica oltre il Modello Standard.