Test der Lepton-Universalität in Bottomonium-Zerfällen

Teilchenphysik ist die Lehre von Elementarteilchen und Kräften. Das Standardmodell (SM) ist die genaueste bisher bekannte Theorie, die die Teilchen und ihre Wechselwirkungen erfolgreich auf dem Energieniveau beschreibt, das durch Experimente der Hochenergiephysik zugänglich ist. Trotz seines großen Erfolgs ist es auch als unvollständig bekannt; Einer der kritischen Punkte ist, dass die drei Generationen von Leptonen bis auf ihre Massen identisch sind; insbesondere koppeln elektroschwache Eichbosonen ähnlich wie die drei Generationen von Leptonen. Dieses sehr intuitive Phänomen von SM ist als Lepton Universality (LU) bekannt. Der Präzessionstest von LU ist zu einem heißen Thema der aktuellen Forschung in der modernen Teilchenphysik geworden. Verschiedene Experimente haben sich in den verschiedenen Bereichen der Teilchenphysik bemüht, die Verletzung dieser Symmetrie zu finden, aber bisher wurde keine Verletzung beobachtet; Eine Verletzung dieser Symmetrie könnte auf eine neue Physik jenseits des SM hindeuten. Jüngste Messungen aus verschiedenen Experimenten stellten die SM- Vorhersage jedoch in Frage. Das Belle-II-Experiment am SuperKEKB, einem asymmetrischen Elektron-Positron-Collider in Tsukuba, Japan, testet dieses Phänomen auf einzigartige Weise an der Intensitätsgrenze. Der Bottomonium-Sektor der Teilchenphysik bietet eine unabhängige Möglichkeit, dieses Phänomen zu testen. Dieses Projekt zielt darauf ab, die LU im Bottomonium- Zerfalls-Tagging, die von den Di-Pion-Übergängen angeboten wird, mit beispielloser Präzision zu testen, indem ein neuartiger Ansatz verwendet wird, um die experimentellen Unsicherheiten zum ersten Mal signifikant zu reduzieren. Die Verbesserungstechnik besteht darin, die LU gleichzeitig in den Ypsilon(nS)-Resonanzproben und außerhalb davon zu testen und ein Verhältnis zu bilden, wobei alle verfügbaren Datensätze aus dem Belle- und Belle-II-Experiment verwendet werden, wodurch die experimentelle Unsicherheit drastisch reduziert wird. Der kombinierte Datensatz des Belle- und Belle-II-Experiments führt uns zu einer beispiellosen Leuchtkraft, und die neue neuartige Technik zur Verringerung experimenteller Unsicherheiten wird uns helfen, die LU mit weltweit führender Präzision zu testen. Der LU-Test im Bottomonium-Sektor wird es uns auch ermöglichen, die neuen physikalischen Modelle einzuschränken, die für die Erklärung der LU- Verletzung verantwortlich sind, und sie schließlich auszuschließen.