Ученые наконец-то узнали правду о неизвестной физике: давняя загадка решена

Физики несколько десятилетий искали признаки новой, пятой силы природы, скрытой внутри мюона, одной из самых странных частиц во Вселенной. Загадочное несоответствие, связанное с мюоном, указывало на то, что ученые находятся на пороге открытия неизвестной физики. Теперь загадка разгадана и оказалось, что на самом деле аномалия мюона просто оказалась ошибкой в расчетах и Стандартная модель физики элементарных частиц выдержала новое испытание. Но ученые считают, что неизвестная физика все же существует, просто она скрывается в другом месте.

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

В поисках неизвестной физики

Загадка связана с мюоном, частицей, которая напоминает электрон, но примерно в 200 раз тяжелее. Более 60 лет измерения магнитного поведения мюона, казалось, противоречили предсказаниям Стандартной модели физики элементарных частиц, описывающей фундаментальные частицы и силы Вселенной. Ученые ранее обнаружили несоответствие, которое намекало на существование новых частиц или даже новой пятой силы природы, кроме известных четырех фундаментальных сил: сильного, слабого, электромагнитного и гравитационного взаимодействия.

Странное поведение мюона

Исследование было сосредоточено на свойстве, известном как магнитный момент мюона, который описывает, насколько сильно частица ведет себя как крошечный магнит. Квантовая теория предсказывает, что это значение должно равняться ровно двум, представляя собой соотношение между колебанием частицы и окружающим ее магнитным полем.

Но эксперименты ранее показывали, что это значение немного меняется и это отклонение известно, как аномальный магнитный момент мюона. Многолетние эксперименты неоднократно показывали точное измерение магнитного момента мюона, но эти данные продолжали противоречить предсказаниям Стандартной модели физики элементарных частиц, указывая на новую физику.

И все же магнитный момент мюона вычислить чрезвычайно сложно, а потому существовали сомнения в том, верны ли измерения. Авторы нового исследования применили новый метод для расчета величины несоответствия между теорией и экспериментальными данными и оказалось, что никакой аномалии нет. Не было обнаружено никакой пятой силы природы. Ученые говорят, что они получили очень точное подтверждение правильности не только Стандартной модели физики элементарных частиц, но и квантовой теории поля, которая является фундаментом, на котором была построена эта модель.

Новые расчеты ученых представляют собой наиболее точное на сегодняшний день определение магнитного момента мюона. При включении его в предсказание Стандартной модели физики элементарных частиц давнее разногласие между теорией и экспериментами исчезает.

Существует ли неизвестная физика?

И все же авторы исследования говорят, что полученные результаты не полностью исключают возможность существования новой физики. Но ключ к ее открытию точно не связан с магнитной аномалией мюона. Поэтому физики считают, что скрытая сила природы и новые физические законы, вероятно, скрываются где-то в другом месте, а потому поиски продолжаются.

Другие новости науки

• Физики считают, что наконец-то получили прямые доказательства существования загадочной темной материи.
• Космический аппарат NASA обнаружил на Марсе новое явление: никто не ожидал его увидеть.

При написании материала использованы источники: Nature, Science Daily.