Einschränkung auf Neue Physik in seltenen Kaon-Zerfällen

Während der Zerfall K+ → µ+ ν mit einem Verzweigungsverhältnis von 67% den dominanten Zerfall des geladenen K-Mesons bildet, ist der Zerfall  K+ → e+ ν durch die Struktur der schwachen Wechselwirkung stark unterdrückt.
Das Verhältnis beider Zerfälle ist im Standardmodell präzise vorhergesagt zu RK = (2.477 ± 0.001) x 10-5. Aufgrund der starken Unterdrückung von  K+ → e+ ν im Standardmodell können Prozesse neuer Physik eine großen Einfluss auf dieses Verhältnis haben. So können z.B. in supersymmetrischen Modellen leptonflavorverletzende Prozesse auftreten, die das Verhältnis R_K um bis zu einige Prozent ändern können.

   


Die NA62-Kollaboration hat mit starker Beteiligung der ETAP die weltweit genaueste Messung des Verhältnisses RK durchgeführt. Insgesamt wurden in zwei Datennahmen in den Jahren 2007 und 2008 ca. 150000  K+ → e+ ν -Zerfälle aufgezeichnet, fast das zehnfache aller bisher weltweit beobachteten Zerfälle.
Bei einer solchen Datenmenge ist die Hauptaufgabe der Analyse die Unterdrückung bzw. Korrektur auf kleinste und winzigste systematische Effekte. Diese konnten durch detaillierte Studien bis auf Unsicherheiten im Promille-Bereich reduziert werden.

Als erstes Ergebnis haben wir im Juni 2009 die Analyse von ca. 40% dieses Datensatzes veröffentlicht, mit dem Resultat

RK = (2.500 ± 0.012(stat) ± 0.011(syst)) x 10-5


Mit Hilfe dieser Messung können starke Limits auf die Masse des geladenen Higgsbosons innerhalb der Supersymmetrie gesetzt werden. Besonders faszinierend ist natürlich der Umstand, dass der´gemessene Wert tatsächlich - wie vom supersymmetrischen Modell vorhergesagt - leicht oberhalb der Standardmodellvorhersage liegt. Bisher beträgt die Signifikanz jedoch nur 1.4 Standardabweichungen. Ob sich die Signatur verstärkt oder abschwächt, wird die Analyse des verbleibenden Teils der Daten zeigen, an dem zur Zeit mit Hochdruck gearbeitet wird. Da sowohl die Statistik mehr als verdoppelt wird, als auch die systematischen Unsicherheiten noch deutlich verringert werden können, erwarten wir am Ende eine Genauigkeit der R_K-Messung von etwa 4 Promille.