Поделиться
Группа ученых из 46 научных центров и семи стран обнародовала первые результаты экспериментов с мюонами - фундаментальными частицами, представляющими собой крошечные вращающиеся вокруг собственной оси магниты. Данные, которые могут объяснить давние научные загадки и улучшить понимание Вселенной, указывают на существование неоткрытых частиц или физических сил.
Исследование Muon g-2 (произносится как "Мюон джи минус 2") является продолжением работы, проведенной еще в 90-х годах прошлого века в Брукхейвенской национальной лаборатории, когда ученые измерили магнитное свойство фундаментальной частицы. Тогда был получен результат, выходящий за рамки Стандартной модели.
Дело в том, что Стандартная модель точно предсказывала так называемый g-фактор мюона - показатель силы и скорости вращения частицы в магнитном поле. Данный фактор близок к значению 2, однако, эксперименты продемонстрировали отклонение от теории в несколько частей на миллион. По словам ученых, разница очень минимальна, но она указывает на существование неизвестных взаимодействий между мюоном и магнитным полем.
Чтобы определить значение g-2 мюона близкое к истинному исследователи создали пучки частиц, которые двигались по кругу через большое полое кольцо с сильным магнитным полем. Поле удерживает мюоны в кольце и заставляет их вращаться. Данное явление называется прецессией и схоже с вращением земной оси, только его скорость гораздо выше.
Фактическое значение g-фактора показало отличие от рассчитанного на 4,2 сигмы (стандартных отклонений), что указывает на присутствие во взаимодействии мюонов с магнитным полем неизвестных частиц или физических сил. По словам участников эксперимента, вероятность того, что полученные данные являются статистическими колебаниями, составляет примерно 1 на 40 тысяч.
Как заявил один из авторов работы Ран Хонг, частицы, выходящие за рамки Стандартной модели, могут объяснить загадочные явления в физике, например, природу темной материи. Отклонения в 4,2 сигмы меньше 5 сигм, необходимых для уверенности в открытии Новой физики, но их достаточно, чтобы подтвердить ее существование.
- Это невероятно захватывающий результат. Эти открытия могут иметь большое значение для будущих экспериментов по физике элементарных частиц и могут привести к более глубокому пониманию того, как устроена Вселенная, - сказал Хонг.