Вчені з Fermilab представили результати експерименту з вимірювання аномалії магнітного моменту мюона (АМММ) – вкрай нестабільної елементарної частинки. Набір даних двох спостережень показав достовірно значущі відхилення у виміряних параметрах АМММ, природу яких не можна пояснити в рамках Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Це означає, що на магнітний момент мюона впливає щось науці невідоме.
Мюон нестабільний, але він дуже масивний – у 207 разів важчий за електрон. І якщо така важка штука має магнітний момент, то стежити за ним і вимірювати його буде простіше, ніж у разі детектування магнітного моменту електрона, а аномалію магнітного моменту електрона вчені змогли виміряти з високою точністю. Але з електроном усе просто. Джерело його аномалії магнітного моменту відоме – це взаємодія з квантами електромагнітного поля – і це відхилення узгоджується з теоретичними викладками.
Що стосується аномалії магнітного моменту мюона, то вона не знаходить пояснення в рамках Стандартної моделі. Крім відомих нам полів і частинок магнітний момент мюона відхиляє щось таке, про що сучасна фізика не має уявлення. Якби вчені змогли виміряти цей невідомий вплив із достатньою точністю – банально показати, що він існує, то це відкрило б шлях у так звану Нову фізику, оскільки означало б присутність у природі невідомих сил (полів) або елементарних частинок. Важкий мюон ідеальний для проведення таких експериментів, і свіжі дані вчених із Fermilab – це один із нових кроків на цьому шляху.
Два сеанси тривалих спостережень на установці в Fermilab у рамках експерименту Muon g-2 дало вражаючий, але все ж поки що спірний результат. Вчені повідомили, що достовірність виміряної аномалії магнітного моменту мюона склала 5 сигма, чого достатньо для заяви про відкриття. Іншими словами, вчені з визнаною в науці достовірністю довели, що у світі є поля або частинки, які виходять за межі Стандартної моделі (на що одразу ж “образилися” темна матерія і темна енергія, які давно за рамками наших знань про фізику Всесвіту).
Але є тонкість. У науковій роботі з вимірювання АМММ вчені Fermilab використовували теоретичні дані до 2020 року, а вони застаріли, зокрема, завдяки роботам інших фізиків. Вчені з Інституту ядерної фізики провели експерименти, які поставили під сумнів розрахунки 2020 року. Якщо це враховувати, то достовірність вимірювання АМММ у Fermilab знижується нижче достовірно значущої позначки 5 сигма і відкриттям вважатися не може.
Американські вчені це визнають і продовжать набирати статистику в подальших вимірах АМММ на своїй установці та мають намір до кінця 2025 року перевершити теоретичні межі виміру аномалії магнітного моменту мюона, щоб довести або спростувати існування у світі “п’ятої” невідомої сили або нікому невідомої елементарної частинки. Але щось змушує вчених підозрювати, що Нова фізика є і зі Стандартною моделлю, рано чи пізно, доведеться розпрощатися.
Читайте також:
Leave a Reply