⚛️ high-energy experiments

Search for the lepton number violating process $Ξ^- \rightarrow Σ^+ e^- e^- +c.c.$

BESIII 검출기로 수집된 약 $10^7$ 개의 $J/\psi$ 사건 데이터셋을 사용하여, 저자들은 렙톤 수 위반 붕괴인 $\Xi^- \rightarrow \Sigma^+ e^- e^- + \text{c.c.}$ 를 찾는 블라인드 분석을 수행하였고, 유의미한 신호를 발견하지 못하였으며, 해당 붕생 분율의 상한선을 90% 신뢰 수준에서 $2.0 \times 10^{-5}$ 로 설정하였다.

원저자: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, Y. Ban, H. -R. Bao, X. L. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. BerBESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, Y. Ban, H. -R. Bao, X. L. Bao, 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, 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, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, M. C. Du, S. X. Du, S. X. Du, X. L. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, 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. 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. 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, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, T. T. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. 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, 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. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, X. Q. Jia, Z. K. Jia, D. Jiang, H. B. Jiang, P. C. 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. Kröger, L. Krümmel, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, 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, Hui Li, J. R. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. X. 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. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, D. X. Lin, L. Q. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. 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. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. Q. 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, Y. M. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, 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. 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, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, 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, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, 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, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. 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, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, B. Wang, Bo Wang, C. Wang, C. Wang, Cong Wang, D. Y. 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, M. Wang, N. Y. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, T. J. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. 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, Y. N. Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Y. J. Wu, Z. Wu, 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, C. J. Xu, G. F. Xu, H. Y. Xu, M. 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, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, R. J. Yang, Y. Yang, Y. H. Yang, Y. H. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, 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, Y. C. Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, J. 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, Yujie Zeng, Y. J. Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, Shunan Zhang, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, G. Y. Zhang, H. 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, Jianyu Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, G. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, L. Zhao, M. G. 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, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. 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, J. H. Zou

게시일 2026-07-17

📖 4 분 읽기🧠 심층 분석

CC BY 4.0

원저자: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, Y. Ban, H. -R. Bao, X. L. Bao, 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, 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, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, M. C. Du, S. X. Du, S. X. Du, X. L. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, 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. 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. 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, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, T. T. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. 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, 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. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, X. Q. Jia, Z. K. Jia, D. Jiang, H. B. Jiang, P. C. 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. Kröger, L. Krümmel, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, 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, Hui Li, J. R. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. X. 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. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, D. X. Lin, L. Q. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. 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. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. Q. 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, Y. M. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, 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. 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, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, 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, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, 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, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. 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, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, B. Wang, Bo Wang, C. Wang, C. Wang, Cong Wang, D. Y. 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, M. Wang, N. Y. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, T. J. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. 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, Y. N. Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Y. J. Wu, Z. Wu, 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, C. J. Xu, G. F. Xu, H. Y. Xu, M. 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, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, R. J. Yang, Y. Yang, Y. H. Yang, Y. H. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, 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, Y. C. Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, J. 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, Yujie Zeng, Y. J. Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, Shunan Zhang, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, G. Y. Zhang, H. 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, Jianyu Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, G. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, L. Zhao, M. G. 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, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. 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, J. H. Zou

원본 논문은 CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. ✨ 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기

우주를 하나의 거대한 우주적 규칙책이라고 상상해 보세요. 수십 년 동안 물리학자들은 이 책을 읽어왔으며, "경입자 수(Lepton Number)"는 항상 보존되어야 한다는 매우 엄격한 법칙을 발견했습니다. 경입자(전자와 같은 것)를 특별한 화폐라고 생각해 보세요. 우주가 수행하는 모든 거래에서, 이 화폐를 허공에서 갑자기 만들어내거나 파괴할 수는 없으며, 오직 옮길 수만 있습니다. 만약 어떤 입자가 붕괴하여 전자를 내뱉는다면, 장부를 맞추기 위해 반전자와 같은 무언가를 함께 내뱉어야 합니다. 이 규칙은 매우 근본적이어서, 만약 우리가 장부가 맞지 않는 거래를 단 하나라도 발견한다면, 그것은 규칙책이 틀렸거나 적어도 몇 페이지가 누락되었음을 의미합니다.

이것이 왜 중요할까요? 왜냐하면 이 규칙을 깨는 것이 우주가 왜 텅 빈 공허가 아닌 물질로 이루어져 있는지에 대한 물리학의 가장 큰 미스터지 중 하나를 설명할 수 있기 때문입니다. 또한 이는 유령 입자처럼 모든 것을 통과해 지나가는 중성미자의 진정한 본질에 대한 힌트를 줍니다. 그들은 자신의 반입자인가요? 만약 그렇다면, 그들은 이 금지된 "경입자 수 위반" 거래를 여는 열쇠가 될 수도 있습니다. 과학자들은 우주가 실수로 자신의 법칙을 어긴 단 하나의 불가능한 범죄 현장을 쫓는 탐정들과 같습니다.

거대한 전자 강도 사건: 불가능을 향한 추적

이 우주적 탐정 이야기의 최신 장에서, 베이징의 BEPCII 가속기에서 작업하는 거대 과학 팀인 BESIII 협력단은 매우 구체적이고 매우 기이한 범죄를 추적하기로 했습니다. 그들은 **시그마 플러스( $\Sigma^+$ )**와, 여기서 핵심적인 반전은, **두 개의 전자( $e^-e^-$ )**로 붕괴하는 시 $\Xi^-$ (Xi-minus) 입자를 찾고 있었습니다.

이것이 왜 중요한지 이해하기 위해, 은행 금고(시 $\Xi^-$ 입자)를 상상해 보세요. 보통 금고가 열리면 경비원(시그마 플러스) 한 명과 동전 한 개(전자)를 내보낼 수 있지만, 금고의 총 가치는 항상 균형을 유지합니다. 이 특정한 "강도 사건"에서는, 금고가 열리면서 경비원 한 명과 두 개의 동전을 내보냅니다. 두 번째 동전은 어디서 온 걸까요? 우주는 돌려줄 "잔돈"을 가지고 있지 않았습니다. 이것은 "경입자 수" 법칙이 깨졌음을 의미할 것입니다. 만약 이런 일이 일어난다면, 이는 중성미자가 자신의 반입자(마요라나 입자)일 수 있음을 시사하며, 이는 우주의 역사를 이해하는 방식을 다시 쓰게 될 개념입니다.

팀은 단순히 추측만 한 것이 아니라, BESIII 검출기라는 거대하고 첨단 기술이 집약된 카메라를 가지고 작업에 착수했습니다. 그들은 $(10087 \pm 44) \times 10^6$ (즉, 100억 개 이상)의 J/ψ 이벤트라는 방대한 데이터셋을 수집했습니다. 이 J/ψ 이벤트들을 시 $\Xi^-$ 와 반 $\Xi^+$ 입자 쌍을 뱉어내는 공장이라고 생각하십시오. 과학자들은 실험 결과에 편향이 생기지 않도록 하는 똑똑한 "블라인드 분석(blind analysis)" 전략을 사용했습니다. 마치 실험을 설정하는 동안 눈을 가리고 있어서 결과에 실수로 영향을 주지 않도록 하는 것과 같습니다. 그들은 도구를 조정하기 위해 데이터의 작은 조각을 사용했고, 마지막 순간까지 엿보지 않은 채 나머지 데이터를 살펴보았습니다.

그들은 시 $\Xi^-$ 입자가 이 두 개의 전자 강도 사건을 저지르려 할 때를 포착하기 위해 정교한 함정을 설치했습니다. 그들은 뒤에 남겨진 특정 흔적들을 찾았습니다: 양성자, 중성 파이온(두 개의 광자로 변함), 그리고 그 까다로운 두 개의 전자들 말입니다. 그들은 "정상적인" 교통량, 즉 비슷해 보이지만 규칙을 따르는 입자들을 걸러내야 했습니다. 예를 들어, 어떤 입자는 행동을 잘못하여 실제로는 파이온인데 전자처럼 보일 수 있고, 혹은 두 개의 광자가 우연히 결합하여 파이온처럼 보일 수도 있습니다. 팀은 예상되는 "소음"이나 배경 혼란이 정확히 어느 정도일지 예측하기 위해 정교한 컴퓨터 시뮬레이션(몬테카를로)을 사용했습니다.

판결: 범죄를 발견하지 못함

수십억 개의 이벤트를 거르고 엄격한 필터를 적용한 후, 과학자들은 최종 결과를 확인했습니다. 그들은 데이터 속에서 "여기 있다! 불가능한 일이 일어났다!"라고 외칠 법한 아주 작은 피크(peak)를 찾고 있었습니다.

하지만 결과는 아무것도 없었습니다. 데이터는 그들이 예상했던 배경 소음과 똑같았습니다. 신호는 없었고, 스파이크도 없었으며, 시 $\Xi^-$ 입자가 규칙을 깨뜨렸다는 증거도 없었습니다. 그들이 발견한 "신호" 이벤트의 수는 $-7.5 \pm 6.8$ 이었습니다. 입자 물리학의 세계에서, 오차 범위가 0을 포함하는 음수는 단순히 "아무것도 보지 못했다"는 것을 의미합니다. 이는 숨겨진 고양이를 찾기 위해 방을 뒤졌는데, 오차 범위를 고려해도 고양이가 0마리라는 것을 확인한 것과 같습니다.

범죄를 발견하지 못했기 때문에, 그들은 이 일이 얼마나 자주 발생하는지 측정할 수 없었습니다. 대신, 그들은 자신들이 알아채지 못할 정도로 이 일이 얼마나 자주 일어날 수 있는지에 대한 가장 엄격한 한계치를 계산했습니다. 그들은 이 붕괴가 일어날 확률(분기비)이 90% 신뢰 수준에서 $2.0 \times 10^{-5}$ 미만임을 결정했습니다. 쉬운 말로 설명하자면: 만약 당신이 이 입자들의 붕괴를 100,000번 관찰한다면, 이 금지된 사건은 2번 미만으로 보일 것이라는 뜻입니다.

이 결과가 법칙이 절대 깨질 수 없음을 증명하는 것은 아니지만, 경계를 넓히는 역할을 합니다. 이는 만약 이 "강도 사건"이 일어나고 있다면, 그것은 믿을 수 없을 정도로 드문 일이라는 것을 알려줍니다. 현재의 이론적 모델(최저 $10^{-35}$ 에서 $10^{-36}$ 수준의 비율을 제시했던 모델들)이 예측한 것보다 훨씬 더 드문 일입니다. 과학자들이 희망했던 "결정적 증거(smoking gun)"를 찾지는 못했지만, 그들은 광범위한 가능성을 배제하는 데 성공했으며 이론가들이 아이디어를 다듬을 수 있는 중요한, 깨끗한 제약 조건을 제공했습니다. 당분 당장은, 우주는 장부의 균형을 잘 유지하고 있는 것으로 보입니다.

기술 요약: $\Xi^-\to\Sigma^+e^-e^- + \text{c.c.}$ 렙톤 수 위반 과정에 대한 탐색

문제 및 동기
표준 모형(Standard Model, SM)은 알려진 모든 입자 붕괴 과정에서 렙톤 수를 보존한다. 따라서 렙톤 수 위반(Lepton Number Violating, LNV) 과정의 관측은 표준 모형 너머의 물리학을 조사하는 중요한 탐침 역할을 하며, 중성미자의 근본적인 성질(디락 vs 마요라나)에 대한 민감한 테스트를 제공한다. $(A, Z) \to (A, Z+2)e^-e^-$ 유형의 핵 붕괴(뉴트리노 없는 이중 베타 붕 decays)는 가벼운 마요라나 중성미자를 조사하기 위한 주요 경로이지만, 이들의 이론적 예측은 복잡한 핵 행렬 요소(nuclear matrix elements)로 인해 어려움을 겪는다. 이와 대조적으로, $\Xi^-\to\Sigma^+e^-e^-$ 와 같은 하이퍼론 LNV 과정은 강입자 행렬 요소(hadronic matrix elements)를 사용하여 평가될 수 있다. 이러한 과정은 무거운 마요라나 중성미자의 교환이나 히그스 삼중항(Higgs triplets)과 같은 다른 메커니즘에 의해 매개될 수 있다. $\Xi^-\to p\mu^-\mu^-$ 와 같은 하이퍼론 LNV 붕괴에 대한 기존의 실험적 한계는 버블 챔버 및 고정 표적 실험에 의해 설정되었으나, 결과는 여전히 제한적이다. 본 논문은 $|\Delta S| = |\Delta L| = 2$ 인 특정 하이퍼론 LNV 채널 $\Xi^-\to\Sigma^+e^-e^-$ 에 대한 첫 번째 탐색 결과를 보고한다.

방법론
본 분석은 BEPCII 충돌기 내 BESIII 검출기에서 수집된 $(10087 \pm 44) \times 10^6$ 개의 $J/\psi$ 이벤트 데이터셋을 활용한다. 배경사건(background) 추정과 신호 추출의 신뢰성을 보장하기 위해 블라인드 분석(blind analysis) 전략을 채택하였다. 전체 샘플의 언블라인딩(unblinding)을 수행하기 전, 분석 절차를 검증하기 위해 약 10%의 데이터를 사용하였다.

사건 선택 (Event Selection): 분석은 $J/\psi \to \Xi^-\bar{\Xi}^+$ $J / ψ \to Ξ^{-} \overset{ˉ}{Ξ}^{+}$ 과정을 기반으로 한다.
- 단일 태그 (Single Tag, ST): $\bar{\Xi}^+$ 는 $\bar{\Xi}^+ \to \bar{\Lambda}\pi^+$ 붕괴 사슬을 통해 재구성된다 ( $\bar{\Lambda} \to \bar{p}\pi^+$ ). $\Xi^-$ 후보의 포괄적 수율(inclusive yield)은 $\bar{\Xi}^+$ 의 반동 질량 스펙트럼으로부터 결정된다.
- 이중 태그 (Double Tag, DT): ST 샘플 내에서 신호 과정인 $\Xi^- \to \Sigma^+e^-e^-$ 를 탐색한 후, $\Sigma^+ \to p\pi^0$ 및 $\pi^0 \to \gamma\gamma$ 과정을 추적한다.
운동학 및 재구성 (Kinematics and Reconstruction): 전하를 띤 궤적들은 극각(polar angle) 및 입자 식별(PID) 요구 사항을 따른다. 광자 후보들은 전자자기 검출기(EMC)에서 식별된다. $\pi^0$ 후보들에 대해 1-제약(1-constraint) 운동학적 적합(kinematic fit)이 적용되며, 질량 분해능을 개선하고 배경사건을 억제하기 위해 전체 이벤트 위상(하나의 누락된 전자를 가정)에 대해 전역 1-제약 운동학적 적합이 수행된다.
신호 추출 (Signal Extraction): 신호 수율은 $m_{p\pi^0}$ 분포에 대한 비정형 최대 우도 적합(unbinned maximum likelihood fit)을 통해 추출된다. 신호 형태는 시뮬레이션된 신호 몬테카를로(MC) 이벤트를 사용하여 모델링하며, 배경사건(주로 입자 오식별된 $\pi^-$ 를 포함한 $\Xi^- \to \Lambda\pi^-$ )은 포괄적 MC 샘플을 사용하여 모델링된다.
계통 오차 (Systematic Uncertainties): 오차는 가산적(fitting models) 요소와 승법적(tracking, PID, 재구성 효율 및 신호 모델링) 요소로 분류된다. 주요 원인으로는 양성자와 전자의 추적 및 PID, 광자 검출, $\pi^0$ 재구성, 운동학적 적합, 그리고 신호 모델(위상 공간 vs 이론적 폼 팩터)이 포함된다. 총 계통 오차는 8.3%로 결정되었다.

주요 기여 및 결과

첫 번째 탐색: 본 연구는 $\Xi^-\to\Sigma^+e^-e^-$ 붕괴 모드에 대한 첫 번째 실험적 탐색을 제시한다.
관측: 예상된 배경사건 대비 유의미한 신호 과잉은 관측되지 않았다. 적합된 신호 수율은 $N_{sig}^{obs} = -7.5 \pm 6.8$ 이며, 이는 0과 일치한다.
상한선 (Upper Limit): 계통 오차를 포함한 베이지안 접근법을 바탕으로, 90% 신뢰 수준(C.L.)에서의 분기비 상한선이 다음과 같이 설정되었다:
$\text{Br}(\Xi^- \to \Sigma^+e^-e^- + \text{c.c.}) < 2.0 \times 10^{-5}$

의의
저자들은 이 결과가 고정 표적 실험에 대한 가치 있는 보완적 제약을 제공하며, 강입자 섹터에서의 렙톤 수 위반에 관한 이론적 모델을 정교화하기 위한 중요한 실험적 경계를 제공한다고 기술한다. 논문은 얻어진 한계치가 현재의 이론적 예측치( $10^{-35}$ 에서 $10^{-36}$ 사이)보다 수십 배 높지만, 이러한 희귀 과정을 실험적으로 조사하기 위한 필수적인 단계임을 명시하고 있다. 본 연구는 BESIII 검출기와 $J/\psi$ 환경이 고정밀도로 하이퍼론 LNV 붕괴를 조사할 수 있는 능력을 갖추고 있음을 입증한다.

기술 요약: Ξ−→Σ+e−e−+c.c.\Xi^-\to\Sigma^+e^-e^- + \text{c.c.}Ξ−→Σ+e−e−+c.c. 렙톤 수 위반 과정에 대한 탐색

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