Мюоны могут вести себя не так, как ожидалось. Но ученые не могут договориться о том, чего ожидать.
Принимая во внимание то, как субатомные частицы колеблются в магнитном поле, физики определили свойство внутреннего магнита мюона с большей точностью, чем когда-либо прежде, сообщили исследователи из эксперимента Muon g-2 10 августа на семинаре, организованном Fermilab в Батавия, Иллинойс.
Предыдущие измерения магнетизма мюонов не соответствовали теоретическим предсказаниям. Эти предсказания основаны на одной из самых важных и тщательно проверенных научных теорий, когда-либо разработанных, стандартной модели физики элементарных частиц, которая описывает субатомные частицы и силы, которые их связывают.
Мюоны принадлежат к тому же семейству частиц, что и электроны, но их масса примерно в 200 раз больше. Эти короткоживущие частицы ведут себя как миниатюрные магниты, каждый со своим собственным магнитным полем. Сила этого магнита регулируется странным эффектом квантовой физики. Пустое пространство заполнено постоянным потоком частиц, которые временно появляются перед тем, как исчезнуть. Известные как «виртуальные» частицы, они имеют вполне реальные эффекты. Эти переходные частицы изменяют силу магнита мюона на величину, которую можно рассчитать в соответствии со стандартной моделью.
Первое указание на несоответствие между предсказанием и измерениями g−2 было получено в результате эксперимента в Брукхейвенской национальной лаборатории в Аптоне, штат Нью-Йорк, завершенного более двух десятилетий назад. Затем в 2021 году эксперимент Muon g−2, базирующийся в Фермилабе, сообщил о своих первых результатах, подтверждающих несоответствие.
Теперь точность Muon g-2 удвоилась в обновленном измерении магнетизма, сообщили исследователи на семинаре Fermilab и в статье, опубликованной 10 августа на веб-сайте коллаборации Muon g-2.
Ученые стремятся сравнить это измеренное значение с предсказанием стандартной модели. Но определить, что именно предсказывает стандартная модель, сложно.
