Поиски свидетельств о существовании явлений, противоречащих Стандартной модели, являются ключевой целью исследователей в области элементарных частиц. Они сосредоточены в основном на уже известных существенных аномалиях, таких как темная материя. Множество предложенных расширений Стандартной модели предполагают введение новых невидимых бозонов, которые могут представлять собой эту темную материю.
Тау-лептон, известный своим распадом на электрон или мюон и соответствующий набор нейтрино, является одним из процессов, где эти потенциальные бозоны могли бы быть обнаружены. Однако, некоторые теории предполагают существование альтернативного пути распада, в котором вместо нейтрино возникает темный бозон.
С целью проверки этой теории группа ученых из коллаборации Belle II, работающей на лептонном коллайдере SuperKEKB, провела серию измерений в 2019-2020 годах. В ходе этих измерений было собрано информацию о более чем 57 миллионах событий, в которых сталкивающиеся электроны и позитроны преобразуются в пары таон-антитаон при энергии в системе центра масс, равной 10,58 гигаэлектронвольта. Интегральная светимость эксперимента составила 62,8 обратного фемтобарна.
Исследователи искали данные о процессах, в которых присутствуют темные бозоны, и сравнивали их с известными процессами. Они проверили данные для бозонов в диапазоне масс от 0 до 1,6 гигаэлектронвольта и не нашли поддержки этой теории. Результаты их исследования вводят новые ограничения на соотношения коэффициентов ветвления: (6−36)×10−3 для распада на электрон и (3−34)×10−3 для распада на мюон с доверительным интервалом 95 процентов.
