Ученые разгадали странную тайну частицы мюон: плохой результат для новой физики

Поведение мюона во время экспериментов с элементарными частицами долгие годы показывало, что оно не соответствует предсказаниям Стандартной модели физики элементарных частиц. Новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, решает это несоответствие и показывает, что свойства мюона больше согласуются с известной физикой и ничего не указывает на неизвестные физические явления. Но не все ученые с этим согласны, пишет New Scientist.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Авторы исследования считают, что их работа приблизила экспериментальную физику к теоретическим предсказаниям о свойствах такой субатомной частицы как мюон. Загадочное поведение этой частицы, которое, как считают некоторые ученые, может быть признаком новой физики, на самом деле можно объяснить известной физикой, считают авторы. Они утверждают, что провели самые точные расчеты.

Мюон — это элементарная частица, масса которой примерно в 207 раз больше массы электрона. Электрический заряд мюона заставляет частицу вращаться и слегка колебаться, когда она находится в магнитное поле. Это поведение мюона или его магнитный момент измеряется величиной g-2.

Измерения g-2 мюона, которое провели физики из Национальной ускорительной лаборатория им. Ферми (США) показало, что мюон вращается немного быстрее, чем предсказывает Стандартная модель физики элементарных частиц.

Это предсказание основано на общем расчете, который точно предсказал свойства многих фундаментальных частиц. Но наличие значительного разрыва между предсказаниями и измерениями свойства мюона заставило ученых предположить, что только новая физика может объяснить аномальное поведение частицы.

Но авторы нового исследования считают, что противоречия между теорией и измерениями может вообще не существовать. Физики использовали метод квантовой хромодинамики на решетке и вычислили, по их словам, самое точное теоретическое значение для g-2 мюона. Оказалось, аномальные свойства мюона не являются таковыми и вписываются в Стандартную модель физики элементарных частиц.

Метод квантовой хромодинамики на решетке является новым и не таким проверенным, как теоретический метод, с помощью которого было обнаружено противоречие между теорией и наблюдениями. По словам авторов, все же с помощью этого метода удалось определить несколько важных величин элементарных частиц, которые согласуются с измерениями во время экспериментов. То есть физики считают, что их метод надежен.

В то же время Алекс Кешаварци из Манчестерского университета, Великобритания, считает, что полученные результаты имеют много неопределенности, а потому расчеты могут быть неверны. Федор Игнатов из Ливерпульского университета, Великобритания, говорит, что нельзя утверждать, что прошлые расчеты были неправильными, а новые абсолютно верные. Ученый считает, что нельзя пока считать секрет мюона полностью раскрытым.

Чтобы подтвердить результаты нового исследования, физики хотят получить данные от других научных групп, которые используют тот же метод для определения свойства мюона. Если данные совпадут, то это будет убедительным доказательством того, что никакой новой физики нет и Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает все правильно.

Как уже писал Фокус, ученые считают, что нашли в космосе намек на существование неизвестной частицы или же неизвестной физики.

Также Фокус писал о том, что орбитальный аппарат NASA и модуль на Луне обменялись лазерными "выстрелами". Ретрорефлекторы могут стать надежными маяками для будущих миссий на Луну и NASA убедилось в их работоспособности.