Un equipo de investigadores ha presentado el primer cálculo completo de cromodinámica cuántica (QCD) en la red de los cuatro factores de forma dependientes de la estructura que rigen la rara desintegración del kaón cargado $K^- \to \ell^- \bar{\nu}_\ell \ell'^+ \ell'^-$. Este avance proporciona predicciones del Modelo Estándar (ME) desde primeros principios para las tasas de desintegración y observables diferenciales de los cuatro canales posibles, permitiendo una comparación directa con las mediciones experimentales existentes y futuras. La desintegración de kaones es un proceso fundamental en la física de partículas que ofrece una ventana para probar la validez del Modelo Estándar y buscar posibles desviaciones que puedan indicar nueva física.

El cálculo se basa en conjuntos de gauge generados por la Colaboración Extended Twisted Mass (ETMC) con $N_f = 2+1+1$ sabores de fermiones de Wilson-clover twisted-mass. Las simulaciones se realizaron directamente con los valores físicos de las masas de los quarks ligeros y extraños, e incluyeron una estimación de las contribuciones desconectadas de quarks, donde el fotón virtual se acopla a los quarks del mar. Los cuatro factores de forma se determinaron en toda la región cinemática explorada por los experimentos. Para superar el problema de la continuación analítica para masas invariantes de dileptones por encima del umbral de dos piones, se empleó el método de Reconstrucción de la Función Espectral (SFR).

Se investigaron los efectos de volumen finito utilizando conjuntos con extensiones espaciales $L\simeq [3.8,7.6]~\mathrm{fm}$, mientras que el límite del continuo se obtuvo a partir de tres espaciados de red en el rango $a\in[0.057, 0.08]~\mathrm{fm}$. Los resultados obtenidos, con incertidumbres estadísticas y sistemáticas totalmente controladas, son cruciales para la evaluación de las tasas de desintegración y los observables diferenciales para los cuatro canales: $K^- \to e^- \bar{\nu}_e e^+ e^-$, $K^- \to e^- \bar{\nu}_e \mu^+ \mu^-$, $K^- \to \mu^- \bar{\nu}_\mu e^+ e^-$ y $K^- \to \mu^- \bar{\nu}_\mu \mu^+ \mu^-$. Este trabajo sienta las bases para un análisis fenomenológico detallado de estas desintegraciones, que se presenta en un artículo complementario, y es esencial para el programa experimental de búsqueda de nueva física a través de desintegraciones raras de kaones.