Muon g–2: nozīmīgs pētījumu izaicinājumu daļiņu fizikas noteikumu krājums
Standarta modelis ir stingra teorija, kas paredz Visuma celtniecības bloku uzvedību.
Mākslinieka priekšstats par miona magnētiskā momenta noslēpumu. (Avots: Dani Zemba, Pensilvānijas štata universitāte) Zinātnieki norāda, ka nesen publicētie starptautiska eksperimenta rezultāti liecina par jaunas fizikas iespējamību, kas regulēs dabas likumus. Eksperimenta rezultāti, kas pētīti subatomiskā daļiņa, ko sauc par mionu , neatbilst standarta modeļa prognozēm, uz kuru balstās visa daļiņu fizika, un tā vietā atkārtoti apstiprina neatbilstību, kas tika atklāta eksperimentā pirms 20 gadiem. Citiem vārdiem sakot, mums zināmā fizika viena pati nevar izskaidrot izmērītos rezultātus. Pētījums ir publicēts žurnālā Physical Review Letters.
Biļetens| Noklikšķiniet, lai savā iesūtnē iegūtu dienas labākos skaidrojumus
Kas ir standarta modelis?
Standarta modelis ir stingra teorija, kas paredz Visuma celtniecības bloku uzvedību. Tajā ir izklāstīti noteikumi sešu veidu kvarkiem, sešiem leptoniem, Higsa bozonam, trim pamatspēkiem un subatomisko daļiņu uzvedībai elektromagnētisko spēku ietekmē.
Mūons ir viens no leptoniem. Tas ir līdzīgs elektronam, bet 200 reizes lielāks un daudz nestabilāks, izdzīvo sekundes daļu. Eksperiments ar nosaukumu Muon g–2 (g mīnus divi) tika veikts ASV Enerģētikas departamenta Fermi Nacionālajā paātrinātāja laboratorijā (Fermilab).
Par ko bija šis eksperiments?
Tas izmērīja ar mūonu saistīto daudzumu pēc iepriekšēja eksperimenta Brukhevenas Nacionālajā laboratorijā ASV Enerģētikas departamentā. 2001. gadā pabeigtais Brūkhevenas eksperiments sniedza rezultātus, kas identiski neatbilda standarta modeļa prognozēm.
Muon g–2 eksperimentā šis daudzums tika mērīts ar lielāku precizitāti. Tā centās noskaidrot, vai neatbilstība saglabāsies, vai arī jaunie rezultāti būs tuvāk prognozēm. Kā izrādījās, atkal bija nesakritība, kaut arī mazāka.
PIEVIENOJIES TAGAD :Kanāls Express Explained Telegram
Kāds daudzums tika izmērīts?
To sauc par g-faktoru, mēru, kas izriet no miona magnētiskajām īpašībām. Tā kā mions ir nestabils, zinātnieki pēta, kādu ietekmi tas atstāj uz apkārtni.
Mūoni darbojas tā, it kā tiem būtu niecīgs iekšējais magnēts. Spēcīgā magnētiskajā laukā šī magnēta virziens svārstās — tāpat kā griežamās virsmas ass. Mūona svārstību ātrumu raksturo g koeficients, izmērītais daudzums. Zināms, ka šī vērtība ir tuvu 2, tāpēc zinātnieki mēra novirzi no 2. No tā izriet nosaukums g–2.
G koeficientu var precīzi aprēķināt, izmantojot standarta modeli. Eksperimentā g–2 zinātnieki to mērīja ar augstas precizitātes instrumentiem. Viņi radīja mionus un lika tiem cirkulēt lielā magnētā. Mūoni arī mijiedarbojās ar subatomisku daļiņu kvantu putām, kas parādījās un izzuda, kā to aprakstīja Fermilab. Šīs mijiedarbības ietekmē g-faktora vērtību, izraisot mionu svārstības nedaudz ātrāk vai nedaudz lēnāk. To, cik liela būs šī novirze (to sauc par anomālu magnētisko momentu), var aprēķināt, izmantojot standarta modeli. Bet, ja kvantu putas satur papildu spēkus vai daļiņas, kas nav ņemtas vērā standarta modelī, tas vēl vairāk izmainītu g koeficientu.
Kādi bija atklājumi?
Rezultāti, lai gan atšķiras no standarta modeļa prognozēm, stingri sakrīt ar Brūkhavenas rezultātiem, sacīja Fermilabs.
dave franco neto vērtība
Mūona pieņemtās teorētiskās vērtības ir:
g koeficients: 2,00233183620
anomāls magnētiskais moments: 0,00116591810
Trešdien paziņotie jaunie eksperimentālie rezultāti (apvienoti no Brookhaven un Fermilab rezultātiem) ir:
g koeficients: 2,00233184122
anomāls magnētiskais moments: 0,00116592061.
Ko tas nozīmē?
Brookhaven un tagad Fermilab rezultāti liecina par nezināmu mijiedarbību starp mionu un magnētisko lauku - mijiedarbību, kas varētu ietvert jaunas daļiņas vai spēkus. Tomēr tas nav pēdējais vārds, paverot ceļu uz jaunu fiziku.
Lai apgalvotu atklājumu, zinātnieki pieprasa rezultātus, kas atšķiras no standarta modeļa par 5 standarta novirzēm. Kombinētie Fermilab un Brookhaven rezultāti atšķiras par 4,2 standarta novirzēm. Lai gan ar to var nepietikt, maz ticams, ka tā būs nejaušība — šāda iespēja ir aptuveni 1 no 40 000, teikts Argonnas Nacionālās laboratorijas, kas arī pakļauta ASV Enerģētikas departamentam, paziņojumā presei.
Tas ir pārliecinošs pierādījums tam, ka mūons ir jutīgs pret kaut ko, kas nav mūsu labākajā teorijā, Kentuki universitātes fiziķis un eksperimenta Muon g-2 simulācijas vadītājs Renē Fatemi sacīja Fermilab izplatītajā paziņojumā.
Dalieties Ar Draugiem:
