Cientistas acreditam que partículas subatômicas chamadas quarks e léptons são os blocos de construção de toda a matéria visível no universo. No entanto, em níveis de energia muito altos, semelhantes às condições logo após o Big Bang, cientistas podem produzir partículas contendo diferentes tipos de quarks, embora eles decaiam muito rapidamente. Um novo experimento Belle II fez uma medição da vida útil de uma dessas partículas. Isso demonstra a capacidade do experimento de fazer medições extremamente precisas. Cientistas precisam desse nível de precisão em sua busca para descobrir novas partículas e interações.
Pesquisadores podem usar o Modelo Padrão da Física de Partículas para fazer previsões muito precisas sobre como partículas subatômicas interagem e decaem. No entanto, há lacunas no Modelo Padrão que indicam outras partículas e interações que nunca foram observadas. Pesquisadores querem preencher essas lacunas para explicar melhor como nosso universo se desenvolveu. Muitas extensões do Modelo Padrão tentam resolver essas inconsistências. No entanto, essas extensões dependem de aproximações das interações complicadas de partículas subatômicas. Esses métodos de aproximação também podem ser usados para prever vidas úteis de partículas. Medições precisas de vidas úteis de partículas do experimento Belle II, portanto, fornecem testes rigorosos de previsões teóricas além do Modelo Padrão.
Em particular, a medição do experimento é altamente sensível à calibração e alinhamento dos componentes do detector, o que é especialmente verdadeiro para o componente mais interno do detector, feito de pixels de silício para melhorar a resolução com a qual decaimentos de partículas podem ser identificados e medidos. Graças às atualizações do detector, Belle II foi capaz de fazer a medição mais precisa da vida útil da partícula Λ+𝑐, usando apenas uma pequena fração da amostra total de dados a ser coletada ao longo da vida útil do experimento.
