Hitech logo

Идеи

Измерения мюонов убедили физиков, что пятого взаимодействия не существует

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 12:13 PM

Международная команда физиков опубликовала самый точный расчет аномального магнитного момента мюона, который устранил многолетнее расхождение между теорией и экспериментом. Оказалось, что несоответствие было вызвано ошибкой в предыдущих расчетах, а не указывало на существование неизвестных сил за пределами Стандартной модели, как надеялись ученые. Модель вновь устояла, но шансы открыть новую физику за ее пределами сохраняются.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Основная сложность расчетов магнитного момента мюона заключалась в оценке «адронного поляризационного вклада в вакуум», возникающего из хаотических взаимодействий кварков и глюонов под действием сильного взаимодействия. Команда ученых под руководством Золтана Фодора из Университета штата Пенсильвания (США) использовала метод квантовой хромодинамики на решетке, который разбивает пространство-время на мелкую сетку. Расчеты велись на самых мощных суперкомпьютерах в течение более 10 лет.

Поскольку прежние методы давали очевидное расхождение в данных, новый подход сочетал расчеты решетки на коротких и средних расстояниях с проверенными экспериментальными данными на больших расстояниях. Использование более тонких решеток, чем в любом предыдущем исследовании, резко уменьшило неопределенности, достигнув точности 0,48% — почти вдвое выше предыдущего мирового консенсуса.

Когда новый расчет был включен в полное предсказание Стандартной модели физики элементарных частиц, теория и эксперимент сошлись в пределах половины стандартного отклонения, подтверждая модель с точностью до 11 десятичных знаков, пишет Phys.

«Когда мы начинали рассчитывать эту величину, мы думали, что получим хороший и надежный расчет для нового, пятого взаимодействия, — признался Фодор. — Вместо этого мы обнаружили, что пятого взаимодействия не существует».

Полученный физиками результат закрывает один из самых перспективных путей к физике за пределами Стандартной модели, однако, остаются и другие. Теоретическое предсказание все еще не в точности совпадает с экспериментальными данными. Будущие исследования проекта Muon g-2 Theory Initiative направлены на дальнейшее сокращение этого разрыва. Пока же Стандартная модель остается незыблемой.

В 2023 году ученые обнародовали результаты исследования о применении мюонов, элементарных частиц, способных проникать сквозь твердые материалы, в изучении внутренней структуры пирамиды Хеопса. Исследования шли с 2016 года. Практически сразу в северной части Великой пирамиды Гизы был обнаружен скрытый коридор, назначение которого пока не установлено.