Новые измерения магнитного момента субатомной частицы мюона показали значения вышепредсказанных. Эта небольшая аномалия представляет угрозу для современной теории строения и взаимодействий элементарных частиц, которая называется Стандартной моделью.
«С 1970-х годов мы ищем изъян в Стандартной модели, и это может быть он», — говорит в комментарии Sciencemag.org теоретик Алексей Петров из Университета Уэйна в Мичигане.
Но, как отмечает Салли Доусон из Брукхейвенской национальной лаборатории, «для нашего понимания физики это означает не что иное, как необходимость дождаться окончательного результата». Определением магнитного момента мюона, неустойчивой отрицательно заряженной частицы, которая тяжелее электрона и ведет себя как магнитный брусок, физики занимались десятилетиями. Они помещали мюоны в вертикальное магнитное поле, которое заставляло их крутиться в горизонтальной плоскости подобно стрелке компаса. Частота вращения мюонов отражает их намагниченность и, в принципе, может служить указанием на новые частицы. Речь идет о виртуальных частицах, окружающих мюон, они рождаются и исчезают согласно принципу квантовой неопределенности. Мюоны постоянно испускают и поглощают эти частицы, что, как показывают расчеты, изменяет магнитное поле мюона. Таким образом, увеличение мюонного магнитного момента относительно предсказанного может быть свидетельством присутствия неизвестной частицы.
Законы квантовой механики и Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывают существование у мюона определенного базового магнитного момента. Учтенные Стандартной моделью известные частицы, плавающие вокруг мюона, увеличивают этот магнетизм на 0,1%, а неизвестные частицы, скрывающиеся в физическом вакууме, могут его увеличить еще больше и непредсказуемо. В 2001 году ученые, проводившие эксперимент под названием Muon g-2 в Брукхейвене, сообщили о том, что магнитный момент мюона чуть больше предсказываемого Стандартной моделью.
В 2013-м эксперимент перенесли в Национальную ускорительную лабораторию имени Ферми в Иллинойсе, где можно получать более чистые пучки мюонов. Там к 2018 году разница между экспериментальным результатом и теорией увеличилась еще больше. Сейчас результаты обновленного эксперимента, опубликованные в журнале Physical Review Letters, почти полностью совпали со старыми, которые в таком случае оказываются не статистической случайностью, не следствием какой-то необнаруженной ошибки в эксперименте.
Марина АСТВАЦАТУРЯН
Нет комментариев