⚛️ high-energy experiments

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

Utilizzando un dataset di circa 90 milioni di eventi $J/\psi$ raccolti dal rivelatore BESIII, questo studio riporta la prima ricerca del decadimento che viola il numero di sapore dei leptoni carichi $\eta'\to e\mu$ , stabilendo un nuovo limite superiore alla sua frazione di ramificazione di $6,3\times10^{-7}$ al livello di confidenza del 90%, il che migliora i risultati precedenti di quasi tre ordini di grandezza.

Autori originali: 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

Pubblicato 2026-08-07

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CC BY 4.0

Autori originali: 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

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

Immaginate l'universo come una gigantesca partita cosmica a sedie musicali giocata da minuscole particelle. In questo gioco, ci sono regole ferree su chi può sedersi dove. Una delle regole più fondamentali è la "conservazione del sapore". Pensate al "sapore" come a una specifica divisa o maglia di una squadra. Gli elettroni indossano il blu, i muoni il rosso e i tau il verde. Nel libro delle regole standard della fisica (il Modello Standard), un giocatore con la maglia blu non dovrebbe mai cambiare improvvisamente maglia per diventare uno con la maglia rossa mentre la musica è in corso. Restano nella loro squadra.

Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto di recente che i neutrini — i cugini fantasma, quasi privi di massa, di queste particelle — possono cambiare sapore. Questo è come se un giocatore in maglia blu cambiasse segretamente maglia per diventare uno in maglia rossa. Ma ecco il punto: sebbene i neutrini possano farlo, le particelle cariche più pesanti (come elettroni e muoni) dovrebbero essere molto più ostinate. Se mai riuscissimo a cogliere un elettrone e un muone che si scambiano di posto in un modo che non dovrebbe accadere, sarebbe come trovare una prova schiacciante. Significherebbe che ci sono giocatori nascosti, forze invisibili o intere nuove fisiche che si nascondono dietro la tenda, rompendo le regole che pensavamo fossero infrangibili. Questa è la caccia alla "Violazione del Sapore dei Leptoni Carichi" (CLFV): cercare un glitch nella matrice che dimostri che l'universo è più grande della nostra attuale mappa.

La Grande Caccia allo Scambio di Maglie al BESIII

In questo ultimo capitolo della caccia, la Collaborazione BESIII ha agito come una squadra di detective ultra-osservatori presso un enorme acceleratore di particelle. Hanno puntato l'attenzione su un evento specifico e raro: una particella chiamata eta-prime ( $\eta'$ ) che decade in un elettrone e un muone ( $\eta' \to e\mu$ ). Se ciò fosse accaduto, sarebbe stato un segno inequivocabile di nuova fisica.

Per catturare questo evento raro, il team aveva bisogno di una folla enorme di sospetti. Hanno utilizzato il rivelatore BESIII, una gigantesca telecamera ad alta tecnologia e un array di sensori situato presso il collisore BEPCII in Cina. Hanno raccolto dati da $(8998 \pm 40) \times 10^6$ (ovvero quasi 9 miliardi!) di collisioni di elettroni e positroni. Queste collisioni hanno prodotto un enorme numero di particelle $J/\psi$ . Pensate al $J/\psi$ come a una particella genitore che, quando si rompe, a volte dà alla luce un eta-prime ( $\eta'$ ) e un fotone (una particella di luce). Il team ha stimato che, da tutte queste collisioni, avessero creato circa $(47,5 \pm 0,6) \times 10^6$ particelle eta-prime da ispezionare.

La strategia del team era simile a impostare una trappola in una stanza affollata. Sapevano esattamente quale aspetto avrebbe avuto la "scena del crimine" se l'eta-prime avesse infranto le regole: sarebbe svanita lasciando dietro di sé due tracce — un elettrone e un muone — che si muovono in direzioni opposte. Hanno utilizzato gli strumenti sensibilissimi del rivelatore per identificare queste particelle. Il rivelatore ha degli strati che agiscono come un setaccio:

La Camera a Deriva (Drift Chamber) traccia il percorso delle particelle.
Il Sistema di Tempo di Volo (Time-of-Flight) misura quanto velocemente si muovono.
Il Calorimetro Elettromagnetico misura quanta energia scaricano quando colpiscono il dispositivo.
Il Contatore di Muoni controlla se una particella riesce a penetrare attraverso strati di acciaio (i muoni sono resistenti; i pioni di solito no).

Combinando tutti questi indizi, potevano distinguere tra un vero elettrone, un vero muone e impostori come i pioni (che sono comuni ma non dovrebbero essere lì). Hanno anche cercato una specifica "massa di rinculo" — un'impronta digitale matematica che conferma che l'eta-prime fosse presente prima di scomparire.

Il Verdetto: Nessuno Scambio Trovato

Dopo aver setacciato miliardi di eventi e applicato filtri incredibilmente severi, il team ha trovato due eventi candidati che sembravano il crimine che stavano cacciando. Tuttavia, quando hanno controllato il loro rumore di fondo (il "fruscio" statico delle collisioni casuali di particelle che potrebbero sembrare un segnale), si sono resi conto che lo zero eventi era quello atteso dalla fisica nota. Ma, poiché i dati erano così puliti e il rumore di fondo così basso, quei due eventi non si distinguevano come una chiara "prova schiacciante". Erano probabilmente solo un caso statistico.

Quindi, il team non ha trovato la nuova fisica che stava cercando. Invece, ha stabilito un nuovo limite incredibilmente severo su quanto spesso questo "scambio di maglia" possa accadere. Hanno calcolato che la probabilità (branching fraction) che un eta-prime si trasformi in un elettrone e un muone è inferiore a $6,3 \times 10^{-7}$ (o 0,00000063) con un livello di confidenza del 90%.

Perché Questo È Importante

Questo risultato è un grande traguardo perché migliora il precedente miglior limite di quasi tre ordini di grandezza. Prima di questo, il limite era $4,7 \times 10^{-4}$ . Per metterlo in prospettiva, se il vecchio limite diceva che l'evento poteva accadere una volta ogni 2.000 tentativi, il nuovo limite dice che accade meno di una volta ogni 1,5 milioni di tentativi.

Stringendo questa rete, gli scienziati hanno escluso una vasta porzione di modelli teorici che prevedevano che questo decadimento avvenisse più frequentemente. Hanno anche imposto vincoli molto più severi ai "coefficienti di Wilson" — numeri matematici nelle equazioni delle teorie della nuova fisica che descrivono quanto fortemente dovrebbero verificarsi queste interazioni proibite. In breve, l'universo sta ancora mantenendo la sua posizione sulla regola secondo cui elettroni e muoni non si scambiano le maglie, e qualsiasi nuova fisica che cerchi di infrangere questa regola deve essere ancora più sottile e nascosta di quanto pensassimo in precedenza. La caccia continua, ma l'area di ricerca si è appena fatta molto, molto più piccola.

Sintesi Tecnica: Ricerca del decadimento con violazione del gusto del leptone carico $\eta' \to e\mu$

Problema e Motivazione
L'osservazione delle oscillazioni dei neutrini conferma che il gusto dei leptoni non è una simmetria esatta in natura, il che implica che possono verificarsi processi di violazione del gusto del leptone carico (CLFV) tramite loop di miscelazione dei neutrini all'interno del Modello Standard (SM) esteso con masse dei neutrini. Tuttavia, le frazioni di ramificazione previste per tali processi sono estremamente soppresse a causa della piccolezza delle masse dei neutrini. Di conseguenza, qualsiasi osservazione sperimentale di un processo CLFV servirebbe come firma inequivocabile di nuova fisica oltre il Modello Standard (BSM). A differenza di altre leggi di conservazione del SM, la conservazione del gusto dei leptoni non è legata a una corrente conservata sottostante, permettendo a molti modelli BSM — come il Modello a Due Doppietti di Higgs, il Modello Supersimmetrico Minimo (MSSM), le Teorie di Grande Unificazione e i meccanismi di seesaw — di introdurre naturalmente transizioni CLFV.

Per sondare questi meccanismi, viene impiegata la teoria dei campi efficace (EFT) per descrivere i decadimenti CLFV dei quarkonium. Per il mesone $\eta'$ , il decadimento $\eta' \to e\mu$ è sensibile a specifici coefficienti di Wilson associati a interazioni a quattro fermioni (assiali e pseudoscalari) e interazioni gluone-fermione. I precedenti limiti sperimentali su questo decadimento, specificamente il risultato CLEO di $4,7 \times 10^{-4}$ al livello di confidenza (CL) del 90%, hanno lasciato un ampio margine di miglioramento. Questa analisi mira a cercare il processo CLFV $\eta' \to e\mu$ utilizzando il più grande campione di dati $J/\psi$ al mondo raccolto dal rivelatore BESIII.

Metodologia
L'analisi utilizza $(8998 \pm 40) \times 10^6$ eventi $J/\psi$ raccolti in collisioni $e^+e^-$ a un'energia nel centro di massa di $\sqrt{s} = 3,097$ GeV con il rivelatore BESIII presso il collisore BEPCII. La ricerca procede tramite la catena di decadimento $J/\psi \to \gamma \eta'$ , seguita dal decadimento CLFV $\eta' \to e\mu$ .

Selezione degli Eventi:
- Topologia: Gli eventi devono contenere esattamente due tracce di segno opposto e un fotone energetico.
- Identificazione delle Particelle (PID): I candidati elettroni sono identificati tramite la perdita di energia per ionizzazione ($dE/dx$) nella camera a deriva, il tempo di volo (TOF) e la forma dello sciame nel calorimetro elettromagnetico (EMC), richiedendo un'alta probabilità per l'ipotesi elettrone e un rapporto energia-momento $E/p > 0,8$ . I candidati muoni sono distinti dai pioni tramite $dE/dx$, deposizione di energia nell'EMC (ristretta a 0,1–0,3 GeV) e profondità di penetrazione nel contatore a piastre resistive per muoni (MUC).
- Cinematica: Viene applicato un fit cinematico a quattro vincoli (4C) al sistema $\gamma e\mu$ per imporre la conservazione di energia e momento. Gli eventi con $\chi^2_{4C} > 100$ vengono scartati.
- Regione di Segnale: La massa di ricociglio del fotone, $M_{\text{recoil}}^\gamma$ , viene calcolata. I candidati che cadono nell'intervallo di segnale $(0,932, 0,982) \text{ GeV}/c^2$ (circa cinque volte la risoluzione di massa attorno alla massa nominale di $\eta'$ ) vengono selezionati.
Stima del Background:
- Background inclusivo di $J/\psi$ : È stato analizzato un campione Monte Carlo (MC) inclusivo contenente circa 9 miliardi di eventi $J/\psi$ . Nessun evento di background è sopravvissuto ai criteri di selezione nella regione di segnale.
- Background del Continuo: Campioni di dati raccolti a energie fuori risonanza ( $\sqrt{s} = 3,080, 3,650, 3,682, 3,773$ GeV) sono stati utilizzati per stimare i contributi del continuo. Questi campioni sono stati scalati e pesati per corrispondere alla luminosità dei dati $J/\psi$ . Nessun evento del continuo è stato osservato nella regione di segnale.
- Background Totale: La resa totale del background stimata è zero.
Incertezze Sistematiche:
Le incertezze sistematiche sono state valutate per l'efficienza di tracciamento, la PID, la selezione del fotone, il fit cinematico 4C, la statistica del segnale MC, il numero totale di eventi $J/\psi$ e la frazione di ramificazione di $J/\psi \to \gamma \eta'$ . L'incertezza sistematica combinata sull'efficienza del segnale è del 7,5%, e l'incertezza sul numero di $\eta'$ prodotti è dell'1,3%.
Analisi Statistica:
Un limite superiore (UL) sulla frazione di ramificazione è stato derivato utilizzando il metodo del profilo di verosimiglianza, tenendo conto dei parametri di disturbo relativi all'efficienza e alle rese del background.

Risultati Chiave

Osservazione: Sono stati osservati due eventi candidati nella regione di segnale.
Significatività: Data la resa del background attesa pari a zero e la somiglianza statistica tra il MC inclusivo e i dati sperimentali, non è stata osservata alcuna eccedenza statisticamente significativa rispetto al background.
Limite Superiore: Il limite superiore al livello di confidenza del 90% sulla frazione di ramificazione è fissato a:
$\mathcal{B}(\eta' \to e\mu) < 6,3 \times 10^{-7}$
Coefficienti di Wilson: Sulla base di questo limite, i vincoli sui coefficienti di Wilson per gli operatori effettivi che governano il decadimento sono stati migliorati. I limiti su $|C/\Lambda^2|$ per gli operatori assiali ( $C_{AL/AR}$ ), pseudoscalari ( $C_{PL/PR}$ ) e gluonici ( $C_{\tilde{G}L/\tilde{G}R}$ ) sono stati ristretti di circa 1-2 ordini di grandezza rispetto ai risultati precedenti.

Significatività
Questo lavoro presenta il vincolo più stringente ad oggi sul canale di decadimento $\eta' \to e\mu$ , migliorando il precedente miglior limite (CLEO) di quasi tre ordini di grandezza. Utilizzando il massiccio dataset di $J/\psi$ di BESIII, l'analisi fornisce vincoli complementari sulle interazioni CLFV nel settore pseudoscalare. Questi risultati contribuiscono al programma sperimentale più ampio che cerca la fisica oltre il Modello Standard, testando specificamente gli spazi dei parametri di modelli che predicono la violazione del gusto del leptone carico.

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