⚛️ high-energy experiments

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

BESIII 검출기를 통해 수집된 약 $10.1 \times 10^9$ 개의 $J/\psi$ 사건 데이터셋을 사용하여 연구진은 전하를 띤 경량자 맛깔 위반 붕괴인 $\eta \to e^{\pm}\mu^{\mp}$ 를 탐색하였으며, 신호를 발견하지 못함에 따라 해당 붕데 분율의 새로운 상한선을 90% 신뢰 수준에서 $6.8 \times 10^{-7}$ 로 설정하였고, 이는 기존의 최선 상한치를 10배(one order of magnitude) 개선한 것이다.

원저자: 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

게시일 2026-06-23

📖 4 분 읽기🧠 심층 분석

CC BY 4.0

원저자: 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

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

개요: 우주의 "불가능한" 범죄

우주가 거대한 체스 게임처럼 엄격한 규칙을 가지고 있다고 상상해 보세요. 이 규칙 중 하나는 특정 "플레이어"(렙톤이라 불리는 입자들)가 각자의 차선을 유지해야 한다는 것입니다. 전자는 전자여야 하고, 뮤온은 뮤온이어야 합니다. 이들은 결코 섞이지 않는 서로 다른 종족과 같습니다.

표준 모델(Standard Model)이라고 불리는 물리학의 표준 규칙서에 따르면, 전자가 갑자기 뮤온으로 변하거나 그 반대로 변하는 것은 불가능합니다. 이를 "하전 렙톤 맛깔 위반(Charged Lepton Flavor Violation, CLFV)"이라고 부릅니다.

하지만 과학자들은 이 게임에 "부정행위자"가 있을지도 모른다고 의심하고 있습니다. 즉, 우리가 아직 발견하지 못한 새로운, 숨겨진 물리학이 존재할 수도 있다는 것이죠. 만약 이 새로운 물리학이 존재한다면, 그것은 가끔 규칙을 깨고 전자가 뮤온과 자리를 바꾸게 할 수도 있습니다. 이 논문의 목표는 그 부정행위자를 현장에서 붙잡는 것입니다.

탐정 작업: BESIII 실험

과학자들은 중국에 있는 BESIII라는 거대한 입자 가속기에서 연구를 수행하고 있습니다. 이 기계를 고속으로 달리는 거대한 경주 트랙이라고 생각하면 됩니다. 이곳에서 그들은 전자와 양전자(전자의 반입자)를 서로 충돌시킵け니다.

공장: 연구진은 "J/ψ" 입자의 거대한 집합체를 구축했습니다. 이것들을 부서지면 작은 입자들이 쏟아져 나오는 무겁고 불안정한 상자라고 상상해 보세요.
타겟: 연구진은 매우 특정한, 희귀한 사건을 찾고 있습니다. 그들은 에타(η) 중간자가 전자와 뮤온으로 붕괴(분해)되는 현상을 찾고자 합니다.
규모: 그들은 100억 개 이상의 J/ψ 사건들을 조사했습니다. 이는 지구상의 모든 해변에 있는 특정 모래알 하나를 찾는 것과 같지만, 원자를 볼 수 있는 현미경을 사용하여 수행하는 작업입니다.

탐색 전략: 건더미 속에서 바늘 찾기

그들이 찾고 있는 과정은 일련의 연쇄 반응입니다:

J/ψ 입자가 부서지면서 광자(빛)와 에타 프라임(η') 입자를 생성합니다.
에타 프라임은 빠르게 두 개의 파이온(입자의 한 종류)과 에타(η) 입자로 분해됩니다.
마지막으로, 에타 입자는 전자와 뮤온으로 분해되어야 합니다.

도전 과제:
마지막 단계는 까다롭습니다. 전자와 뮤온은 검출기에서 매우 유사하게 보이며, 훨씬 더 흔한 다른 입자들(예: 파이온)과 혼동되는 경우가 많습니다. 이는 똑같이 생긴 세쌍둥이 무리 속에서 특정 쌍둥이 한 명을 찾는 것과 같습니다.

이를 해결하기 위해 과학자들은 "디지털 체"를 사용했습니다:

그들은 신호가 어떤 모습일지 예측하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션("몬테카를로" 시뮬레이션)을 사용했습니다.
노이즈를 걸러내기 위해 엄격한 규칙을 적용했습니다. 그들은 단순히 흔한 배경 노이즈를 보고 있는 것이 아님을 확인하기 위해 모든 입자의 에너지, 경로, 그리고 "지문"을 체크했습니다.
그들은 "세미 블라인드(semi-blind)" 방식을 사용했습니다. 이는 데이터의 마지막 부분(신호 영역)을 디지털 금고에 잠가두는 것을 의미합니다. 그들은 도구가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 먼저 작은 샘례를 사용하여 모든 규칙을 설정하고 테스트했습니다. 모든 것이 완벽해진 후에야 실제 데이터를 보기 위해 금고를 "열었습니다."

결과: 신호의 침묵

100억 개의 사건을 분석하고 모든 필터를 적용한 결과:

발생한 사건은 0건이었습니다.
에타 입자가 전자와 뮤온으로 변하는 징후는 전혀 발견되지 않았습니다.

이는 마치 존재하지 않는 책을 찾기 위해 미국 의회 도서관 전체를 뒤졌는데, 아무것도 발견하지 못한 것과 같습니다.

"제로(0)"가 의미하는 것

과학에서 "아무것도 찾지 못했다"는 것은 여전히 거대한 발견입니다. 사건이 발생하지 않았기 때문에, 그들은 이 사건이 얼마나 희귀한지를 계산할 수 있습니다.

한계치: 그들은 90%의 확신으로, 만약 이 "규칙 위반" 사건이 일어난다면, 에타 입자 1,0는만 개당 6.8회 미만으로 발생한다고 말할 수 있습니다.
개선 사항: 이전의 최선 추측은 1,000만 개당 최대 60회 정도 발생할 수 있다는 것이었습니다. 이번 결과는 10배 더 정밀합니다. 그들은 그물을 훨씬 더 촘촘하게 조였습니다.

이것이 왜 중요한가?

비록 "부정행위자"를 찾아내지는 못했지만, 그들은 게임의 규칙을 훨씬 더 엄격하게 만들었습니다.

윌슨 계수(Wilson Coefficients): 논문에서는 이를 "부정행위"의 힘이 얼마나 강한지를 설명하는 수학적 숫자로 언급합니다. 이 사건이 매우 드물다는 것을 증명함으로써, 과학자들은 이 숫자들을 훨씬 더 작게 만들었습니다.
함축적 의미: 이 입자 교환을 예측하는 모든 새로운 물리학 이론(초대칭이나 여분의 차원에 관한 이론 등)은 이제 조정되어야 합니다. 만약 어떤 이론이 이 교환이 자주 일어날 것이라고 예측했다면, 그 이론은 이제 틀렸거나 수정이 필요합니다.

요약

BESIII 협력단은 우주의 탐정 역할을 수행했습니다. 그들은 금지된 변환(에타 입자가 전자와 뮤온으로 변하는 현상)을 찾기 위해 100억 개의 입자 충돌을 조사했습니다. 그들은 아무것도 발견하지 못했습니다.

이 "없음"은 강력합니다. 왜냐하면 이 변환을 허용하는 새로운 물리학이 존재한다면, 그것이 믿을 수 없을 정도로 약하다는 것을 증명하기 때문입니다. 그들은 이 희귀한 사건에 대한 세계 최고의 한계치를 10배나 개선하여, 이 현상을 찾기가 더 쉬울 것이라고 예측했던 많은 이론의 문을 효과적으로 닫아버렸습니다.

기술 요약: $\eta \to e^\pm \mu^\mp$ 전하된 경량자 맛깔 위반 붕괴 탐색

문제 및 동기
표준 모형(SM)에서 전하된 경량자 맛깔 위반(CLFV) 과정은 엄격히 금지되어 있다. 그러나 최소 초대칭 모델, 대통일 이론, 씨소 메커니즘을 포함한 수많은 표준 모형 확장 모델들은 CLFV 과정의 존재를 자연스럽게 예측한다. 다양한 쿼크오니움 상태( $\phi, J/\psi, \Upsilon, \pi^0, \eta'$ 등)에서 CLFV 붕괴에 대한 광범위한 탐색이 수행되어 왔으나, 의사 스칼라(pseudoscalar) $\eta$ 중간자는 여전히 중요한 탐사 도구로 남아 있다. 특히, $\eta$ 및 $\eta'$ 붕괴는 축-벡터 윌슨 계수( $C_{AL/AR}$ )에만 선택적으로 민감하다. $\mathcal{B}(\eta \to e^\pm \mu^\mp)$ 에 대한 기존의 실험적 한계치는 $6.0 \times 10^{-6}$ 이었다. 본 논문은 BESIII 검출기로 수집된 세계 최대 규모의 $J/\psi$ 사건 샘플을 사용하여 이 한계치를 개선하는 것을 목표로 한다.

방법론
본 분석은 BESIII 검출기를 통해 중심 질량 에너지 $\sqrt{s} = 3.097$ GeV에서 수집된 $(10.087 \pm 0.044) \times 10^9$ 개의 $J/\psi$ 사건 데이터셋을 활용한다. 탐색 대상인 붕괴 사슬은 다음과 같다:
$J/\psi \to \gamma \eta', \quad \eta' \to \pi^+ \pi^- \eta, \quad \eta \to e^\pm \mu^\mp$

사건 선택 (Event Selection): 후보 사건은 4개의 전하를 띤 궤적(총 전하 0)과 적어도 하나의 광자를 가져야 한다. 전하 궤적은 극각( $|\cos\theta| < 0.93$ ) 및 충격 매개변수(impact parameter) 요구 사항을 만족해야 한다. 광자 후보는 에너지 임계값이 배럴(barrel) 영역 25 MeV, 엔드캡(end cap) 영역 50 MeV인 전자기 칼로리미터(EMC) 내의 고립된 샤워(shower)를 통해 식별된다.
입자 식별(PID) 및 운동학: 뮤온과 파이온의 낮은 운동량 및 중첩되는 특성 때문에 결합된 접근 방식이 사용된다. 입자 식별은 $dE/dx$, EMC 및 비행 시간(TOF) 정보를 기반으로 한다. 4-제약(4C) 운동학적 적합(kinematic fit)은 다양한 가설( $\pi^+\pi^-e^\pm\mu^\mp, \pi^+\pi^-e^+e^-, \pi^+\pi^-\pi^+\pi^-$ ) 하에 수행된다. $\chi^2_{4C+PID}$ 를 최소화하는 조합이 선택된다.
최적화: 선택 기준은 Punzi Figure of Merit(FOM)를 사용하여 최적화된다. 추가적인 컷(cut)으로는 전자(electron)의 경우 EMC 에너지 침적 대 운동량의 비율이 $>0.8$ 이어야 하며, 뮤온(muon)의 에너지 침적은 $(0.1, 0.3)$ GeV 범위 내에 있어야 한다는 조건이 포함된다.
신호 영역 (Signal Regions): $\pi^+\pi^-e^\pm\mu^\mp$ 계의 불변 질량은 $\eta'$ 신호 영역 $(0.946, 0.97)$ GeV/ $c^2$ 로 제한된다. $e^\pm\mu^\mp$ 쌍의 불변 질량은 $\eta$ 신호 영역 $(0.538, 0.558)$ GeV/ $c^2$ 로 제한된다.
분석 전략: 반-블라인드(semi-blind) 분석이 채택되었다. 전체 샘플을 언블라인딩(unblinding)하기 전, 전략을 검증하기 위해 약 10%의 데이터를 사용하였다.
계통 오차 (Systematic Uncertainties): 기원은 $J/\psi$ 사건 수(0.5%), 중간 상태의 분기비(각 1.2%), 추적 효율(2.8%), PID(6.9%), 광자 검출(0.5%), 그리고 4C 운동학적 적합(2.2%)이다. 총 계통 오차는 8.0%이다.

주요 결과

관측: 정의된 $M(e^\pm\mu^\mp)$ 신호 영역에서 관측된 신호 사건은 없었다. 포함적(inclusive) $J/\psi$ 몬테카를로 시뮬레이션 및 오프 피크(off-peak) 에너지에서 수집된 연속체(continuum) 데이터 샘플로부터 예상된 배경(background)은 0이었다.
효율: 신호 검출 효율은 $(14.96 \pm 0.05)\%$ 로 결정되었다.
분기비 한계치: 프로파일 가능도(profile likelihood) 방법을 사용하여, 90% 신뢰 수준(C.L.)에서 분기비 상한치를 다음과 같이 설정하였다:
$\mathcal{B}(\eta \to e^\pm \mu^\mp) < 6.8 \times 10^{-7}$
윌슨 계수: 이 결과는 유효 윌슨 계수에 대한 제약을 개선한다. 축-벡터 연산자의 경우, 한계치는 $|C_{AL/R}^{q e \mu}/\Lambda^2| < 1.0 \times 10^{-3}$ GeV $^{-2}$ ( $q=u,d$ 인 경우) 및 $< 7.0 \times 10^{-4}$ GeV $^{-2}$ ( $q=s$ 인 경우)로 강화되었다.

의의 및 주장
본 논문은 이 결과가 $\mathcal{B}(\eta \to e^\pm \mu^\mp)$ 에 대한 기존의 최선 한계치를 한 자릿수(one order of magnitude) 개선했음을(기존 $6.0 \times 10^{-6}$ 에서 $6.8 \times 10^{-7}$ 로) 주장한다. 윌슨 계수에 대한 제약을 강화함으로써, 이 분석은 전하된 경량자 맛깔 위반을 예측하는 이론적 모델들에 대해 더 엄격한 경계 조건을 제공한다. 저자들은 BESIII가 수집한 대규모 $J/\psi$ 데이터셋이 이러한 희귀 붕괴를 조사할 독특한 기회를 제공하며, 표준 모형을 넘어서는 잠재적 새로운 물리학의 명확한 신호를 제시한다고 강조한다.