Одна з найзагадковіших проблем фізики елементарних частинок, що вказувала на можливість існування п’ятої сили природи, отримала вирішення.
Протягом кількох десятиліть фізики шукали ознаки нової, п’ятої сили, прихованої в мюоні — одній з найунікальніших частинок у Всесвіті. Непояснена невідповідність, пов’язана з мюоном, свідчила про те, що вчені наближаються до відкриття нових аспектів фізики. Проте, як з’ясувалося, аномалія мюона була лише помилкою в розрахунках, і Стандартна модель фізики елементарних частинок підтвердила своюAccuracy. Незважаючи на це, вчені вважають, що нові фізичні закони все ж можуть існувати, але їх потрібно шукати в інших місцях.
У пошуках нової фізики
Ця загадка стосується мюона — частинки, схожої на електрон, але у 200 разів важчої. Протягом понад 60 років вимірювання магнітних властивостей мюона вказували на суперечність з прогнозами Стандартної моделі, яка описує основи частинок і сил Всесвіту. Вчені виявили невідповідність, яка натякала на ймовірність існування нових частинок або навіть п’ятої сили природи, окрім уже відомих чотирьох: сильної, слабкої, електромагнітної та гравітаційної.
Дивовижна поведінка мюона
Дослідження фокусувалося на властивості, відомій як магнітний момент мюона, що описує, як частинка поводиться як маленький магніт. Квантова теорія передбачає, що це значення має дорівнювати двом, представляючи співвідношення між коливанням частинки і навколишнім магнітним полем.
Проте експерименти раніше виявляли, що це значення кілька змінюється, і це відхилення відоме як аномальний магнітний момент мюона. Багаторічні експерименти неодноразово демонстрували точні вимірювання цього моменту, однак ці дані не узгоджувалися з прогнозами Стандартної моделі, вказуючи на можливість нової фізики.
Однак обчислити магнітний момент мюона вкрай складно, викликаючи сумніви в точності вимірювань. Автори нового дослідження впровадили новий метод для розрахунку невідповідності між теорією і експериментами і виявили, що аномалії не існує. Жодна п’ята сила природи не була знайдена. Вчені стверджують, що вони отримали дуже точне підтвердження правильності не лише Стандартної моделі, а й квантової теорії поля, на якій вона базується.
Нові розрахунки являють собою найбільш точне на сьогодні визначення магнітного моменту мюона. При цьому, при включенні цих значень у прогнози Стандартної моделі, стара розбіжність між теорією та експериментами зникає.
Чи існує нова фізика?
Водночас автори дослідження зазначають, що отримані результати не виключають можливість існування нової фізики. Проте ключ до її відкриття точно не пов’язаний із магнітною аномалією мюона. Тому фізики вважають, що приховані сили природи та нові фізичні закони, ймовірно, залишаються десь ще, і пошуки тривають.
