Erste Suche nach langlebigen Teilchen bei Belle II: Dem dunklen Higgs auf der Spur

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler:innen das Belle II Experiment am japanischen Forschungszentrum KEK genutzt, um nach langlebigen Teilchen zu suchen. In einer heute in Physical Review Letters eingereichten Arbeit berichten sie über die Suche nach langlebigen Teilchen, die Erklärungen für die Natur der geheimnisvollen Dunklen Materie liefern könnten (Preprint).

Forschende des ETP haben Daten genutzt, die von 2019 bis 2021 mit dem Belle II Experiment am SuperKEKB-Beschleuniger in Japan gesammelt wurden, um nach Hinweisen auf Dunkle Higgs-Teilchen zu suchen. SuperKEKB kollidiert 7-GeV-Elektronen und 4-GeV-Positronen, um etwa 200 Millionen B-Mesonen-Paare zu erzeugen, die für diese Analyse verwendet werden. Die Forschenden haben die Ereignisse ausgewählt, die ein Teilchenpaar mit entgegengesetzt geladenen Teilchen enthalten, das aus dem Nichts in einem beträchtlichen Abstand vom Wechselwirkungspunkt auftaucht, sowie ein geladenes oder neutrales K-Meson: die "smoking gun"-Signatur von b-Quark-Zerfällen zum Dunklen Higgs.
Leider hat die Suche bislang noch keine Hinweise auf die Existenz von Dunklen Higgs-Teilchen ergeben. Diese Ergebnisse ermöglichen es den theoretischen Physiker:innen jedoch, mögliche Modelle einzuschränken, die versuchen, die Physik jenseits des Standardmodells zu erklären, wie zum Beispiel die Dunkle Materie.