Муон г–2: оријентирна студија изазива правилник физике честица

Стандардни модел је ригорозна теорија која предвиђа понашање грађевинских блокова универзума.

Уметникова концепција мистерије магнетног момента миона. (Извор: Дани Земба, Пенсилвански државни универзитет)

Недавно објављени резултати међународног експеримента наговештавају могућност да нова физика управља законима природе, кажу научници. Резултати експеримента, који је проучавао субатомска честица која се зове мион , не поклапају се са предвиђањима Стандардног модела, на коме се заснива сва физика честица, и уместо тога поново потврђују неслагање које је откривено у експерименту 20 година раније. Другим речима, физика коју познајемо не може сама да објасни измерене резултате. Студија је објављена у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс.

билтен| Кликните да бисте добили најбоља објашњења дана у пријемном сандучету

Шта је стандардни модел?

Стандардни модел је ригорозна теорија која предвиђа понашање грађевинских блокова универзума. Она поставља правила за шест типова кваркова, шест лептона, Хигсов бозон, три фундаменталне силе и како се субатомске честице понашају под утицајем електромагнетних сила.

Мион је један од лептона. Сличан је електрону, али 200 пута већи и много нестабилнији, преживљава делић секунде. Експеримент, назван Муон г–2 (г минус два), спроведен је у Ферми националној акцелераторској лабораторији америчког Министарства енергетике (Фермилаб).

О чему је био овај експеримент?

Измерио је количину која се односи на мион, након претходног експеримента у Националној лабораторији Брукхејвен, под Министарством енергетике САД. Закључен 2001. године, експеримент Брукхејвен је дошао до резултата који се нису идентично поклапали са предвиђањима Стандардног модела.

Експеримент Муон г–2 је измерио ову количину са већом тачношћу. Покушало је да сазна да ли ће неслагање и даље трајати или ће нови резултати бити ближи предвиђањима. Како се испоставило, поново је дошло до неслагања, мада мањег.

ПРИДРУЖИ СЕ САД :Експрес објаснио Телеграм канал

Која је количина измерена?

Зове се г-фактор, мера која произилази из магнетних својстава миона. Пошто је мион нестабилан, научници проучавају ефекат који оставља за собом на околину.

Муони се понашају као да имају мали унутрашњи магнет. У јаком магнетном пољу, смер овог магнета се колеба - баш као оса врха. Брзина којом се мион колеба описана је г-фактором, количином која је измерена. Познато је да је ова вредност близу 2, па научници мере одступање од 2. Отуда и назив г–2.

Г-фактор се може прецизно израчунати коришћењем Стандардног модела. У експерименту г–2, научници су га измерили помоћу инструмената високе прецизности. Створили су мионе и навели их да круже у великом магнету. Миони су такође ступили у интеракцију са квантном пеном субатомских честица које су се појављивале и нестајале, како је то описао Фермилаб. Ове интеракције утичу на вредност г-фактора, узрокујући да се миони колебају нешто брже или нешто спорије. Колико ће бити и ово одступање (ово се зове аномални магнетни момент), такође се може израчунати помоћу Стандардног модела. Али ако квантна пена садржи додатне силе или честице које нису обухваћене Стандардним моделом, то би додатно подесило г-фактор.

Какви су били налази?

Резултати, иако одступају од предвиђања Стандардног модела, снажно се слажу са резултатима из Брукхејвена, рекао је Фермилаб.

Прихваћене теоријске вредности за мион су:
г-фактор: 2.00233183620
аномални магнетни момент: 0,00116591810

Нови експериментални резултати (комбиновани из резултата Броокхавен и Фермилаб) објављени у среду су:
г-фактор: 2.00233184122
аномални магнетни момент: 0,00116592061.

Шта ово значи?

Резултати из Броокхевена, а сада и Фермилаба, наговештавају постојање непознатих интеракција између миона и магнетног поља - интеракције које би могле укључити нове честице или силе. То, међутим, није последња реч у отварању пута новој физици.

Да би потврдили откриће, научницима су потребни резултати који одступају од Стандардног модела за 5 стандардних девијација. Комбиновани резултати Фермилаба и Брукхејвена одступају за 4,2 стандардне девијације. Иако ово можда није довољно, мало је вероватно да ће бити случајност - та шанса је око 1 према 40.000, наводи се у саопштењу Националне лабораторије Аргоне, такође у оквиру Министарства енергетике САД.

Ово је јак доказ да је мион осетљив на нешто што није у нашој најбољој теорији, рекла је Рене Фатеми, физичарка са Универзитета у Кентакију и менаџерка симулација за експеримент Муон г-2, у изјави коју је објавио Фермилаб.

Подели Са Пријатељима: