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

Поведінка мюона під час експериментів з елементарними частинками довгі роки показувала, що вона не відповідає передбаченням Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Нове дослідження, опубліковане на сервері препринтів arXiv, вирішує цю невідповідність і показує, що властивості мюона більше узгоджуються з відомою фізикою і нічого не вказує на невідомі фізичні явища. Але не всі вчені з цим згодні, пише New Scientist.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Автори дослідження вважають, що їхня робота наблизила експериментальну фізику до теоретичних передбачень щодо властивостей такої субатомної частинки як мюон. Загадкову поведінку цієї частинки, яка, як вважають деякі вчені, може бути ознакою нової фізики, насправді можна пояснити відомою фізикою, вважають автори. Вони стверджують, що провели найточніші розрахунки.

Мюон — це елементарна частинка, маса якої приблизно у 207 разів більша за масу електрона. Електричний заряд мюона змушує частинку обертатися і злегка коливатися, коли вона перебуває в магнітному полі. Ця поведінка мюона або його магнітний момент вимірюється величиною g-2.

Вимірювання g-2 мюона, яке провели фізики з Національної прискорювальної лабораторії ім. Фермі (США) показало, що мюон обертається трохи швидше, ніж передбачає Стандартна модель фізики елементарних частинок. Фермі (США) показало, що мюон обертається трохи швидше, ніж передбачає Стандартна модель фізики елементарних частинок.

Це передбачення засноване на загальному розрахунку, який точно передбачив властивості багатьох фундаментальних частинок. Але наявність значного розриву між передбаченнями і вимірами властивості мюона змусила вчених припустити, що тільки нова фізика може пояснити аномальну поведінку частинки.

Але автори нового дослідження вважають, що протиріччя між теорією і вимірами може взагалі не існувати. Фізики використовували метод квантової хромодинаміки на решітці та вирахували, за їхніми словами, найточніше теоретичне значення для g-2 мюона. Виявилося, аномальні властивості мюона не є такими і вписуються в Стандартну модель фізики елементарних частинок.

Метод квантової хромодинаміки на решітці є новим і не таким перевіреним, як теоретичний метод, за допомогою якого було виявлено суперечність між теорією та спостереженнями. За словами авторів, все ж таки за допомогою цього методу вдалося визначити кілька важливих величин елементарних частинок, які узгоджуються з вимірюваннями під час експериментів. Тобто фізики вважають, що їхній метод надійний.

Водночас Алекс Кешаварці з Манчестерського університету, Велика Британія, вважає, що отримані результати мають багато невизначеності, а тому розрахунки можуть бути хибними. Федір Ігнатов із Ліверпульського університету, Велика Британія, каже, що не можна стверджувати, що минулі розрахунки були неправильними, а нові абсолютно правильні. Учений вважає, що не можна поки що вважати секрет мюона повністю розкритим.

Щоб підтвердити результати нового дослідження, фізики хочуть отримати дані від інших наукових груп, які використовують той самий метод для визначення властивості мюона. Якщо дані співпадуть, то це буде переконливим доказом того, що ніякої нової фізики немає і Стандартна модель фізики елементарних частинок пророкує все правильно.

Як уже писав Фокус, вчені вважають, що знайшли в космосі натяк на існування невідомої частинки або ж невідомої фізики.

Також Фокус писав про те, що орбітальний апарат NASA і модуль на Місяці обмінялися лазерними "пострілами". Ретрорефлектори можуть стати надійними маяками для майбутніх місій на Місяць і NASA переконалося в їх працездатності.