Мюон, частица, которая волнует физиков, снова говорит о нем

Физики оказались в шаге от открытие десятилетия: они наблюдали явление, не предвиденное самой успешной теорией их дисциплины. Как его пересмотреть и представьте себе, что до сих пор природа скрывала от зорких взоров ученых новые частицы и новые силы.

Рассматриваемое явление — это поведение мюона, частицы, в двести раз более тяжелой, чем электрон и несущей, как и он, отрицательный электрический заряд, который не вращается так, как предсказывает теория. Точнее, реакция этой частицы на приложение магнитного поля оказывается выше, чем в расчетах. Ненамного, примерно на 0,0002% больше, чего достаточно, чтобы думать о проявлении новой, пока неизвестной физики. И так захватывающе.

Сама теория неопределенна

Результат был объявлен 10 августа международной коллаборацией Muon g − 2 (” г − 2″ относится к магнитному моменту этой частицы, который определяет, как она взаимодействует с магнитом). Он в два раза точнее, чем анонсированный в апреле 2021 г.благодаря почти в четыре раза большему количеству данных, полученных в лаборатории Fermilab в Чикаго группой из 180 исследователей из семи стран.

Читайте также: Статья зарезервирована для наших подписчиков Вращение мюона электризует сообщество физиков

Еще один прогресс, достигнутый за два года: статистическая достоверность результата также сильнее. В то время исследователи подсчитали, что разница между теорией и экспериментом вполне могла быть обусловлена ​​случайностью, с вероятностью в 40 000 раз. Как шесть игральных костей, которые выпали бы на 6 при первом броске. На этот раз, с большим количеством «бросков костей», шанс будет уменьшен до одного из полутора миллионов (как получить восемь шестерок с восемью кубиками одновременно…). В этой дисциплине этого критерия достаточно, чтобы провозгласить открытие и подтвердить, что эксперимент не соответствует теории.

Вот только… сама теория не верна! Следует признать, что теория, описывающая три силы, действующие на элементарные частицы, стандартная модель, надежна и никогда не подвергалась сбоям. Но все становится сложнее, когда вы хотите рассчитать, что происходит в деталях. И в деталях, касающихся магнитного момента, недостатка нет, потому что для предсказания его величины необходимо учитывать мимолетные и многочисленные взаимодействия мюона с множеством других частиц. Для этого были предложены два метода, на данный момент несовместимые. Первый основан на данных, полученных в ходе других экспериментов с другими частицами. Как будто для предсказания массы планеты мы использовали орбиты других звезд. Второй основан на умном, но очень длительном численном моделировании.

Вам осталось прочитать 54,33% этой статьи. Далее только для подписчиков.