Myon G-2: Přesná měření naděje na palivo pro novou fyziku!

Myon G-2: Přesná měření naděje na palivo pro novou fyziku!

Mainz, Deutschland - Spolupráce Myon G-2 oznámila svou třetí a poslední publikaci o měření anomálního magnetického okamžiku Myonu 3. června 2025. Výsledky ukazují pozoruhodné zlepšení přesnosti na 127 částí v jedné miliardě (ppb) a potvrzují výsledky předchozích měření od roku 2021 a 2023. Gutenberg University Mainz slyšela rok intenzivní práce v Laboratoři Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) v kampusu Myon.

Se specifickou hodnotou pro anomální magnetický okamžik Aµ = (G-2)/2 = 0,001 165 920 705 ± 0 000 000 148, spolupráce představuje nejpřesnější výsledek, kterého bylo v tomto tématu kdy dosaženo. Měření je založeno na údajích z více než 72% z celkem 308 miliard myonů analyzovaných během šestiletého experimentu, který začal v roce 2018 a skončil 9. července 2023.

Další krok ve fyzice částic

Anomální magnetický okamžik myonu je více než jen teoretické číslo. Prostřednictvím těchto měření fyzici doufají na nové poznatky o temné záležitosti vesmíru. Dyscalovaná hmota dělá větší část vesmíru než běžná hmota, ale její složení zůstává do značné míry neznámé. Myon, s 200násobnou hmotností elektronu, má anomální magnetický okamžik, který má odchylky od teoretické hodnoty-odchylky způsobené vakuovými fluktuacemi. Tyto fluktuace by mohly ovlivnit nejen chování myonů, ale také naznačovat neznámé částice, které mohou být skryty v temné hmotě.

Cesta k těmto výsledkům nebyla bez výzev. Během experimentu na fermilabu byly zkreslení vyloučeny pečlivým měřením času. Aby se zajistila neutralita vědců, byl hodinky experimentu odloženo náhodným číslem, které později vedlo k sokolům dat, které bylo možné opravit až po dokončení analýzy. Jessica Esquivel, člen týmu Muon-G-2, poznamenal, že zveřejnění výsledků vyvolalo smíšené pocity extáze a pesimismu.

Budoucí pohled a teoretický vývoj

Spolupráce Myon G-2 zahrnovala téměř 180 vědců z 37 institucí v sedmi zemích. Stipendia pro studenty a spolupráce fyziků z různých oborů podtrhují mezinárodní dimenzi a interdisciplinární charakter tohoto projektu. Toto úsilí má za následek nové teoretické předpovědi pro anomální magnetický okamžik na základě faktur QCD mřížky a přináší hodnoty do harmonie s současnými experimenty.

Pro budoucnost jsou plánovány další experimenty. Nový experiment v Japonsku by měl poskytnout další údaje na začátku 30. let, i když se očekává nižší přesnost. Tyto projekty by mohly zvýšit světlo na základní otázky fyziky a zahájit nové teorie, zejména s ohledem na standardní model fyziky částic a hledání temné hmoty.

Celkově je studie Myon G-2 významným pokrokem. Nejenže podrobí fyzické principy, ale také by mohl otevřít vstup do nových oblastí výzkumu. Výsledky byly předloženy k publikaci v časopise Physical Review Letters a stanovit nový standard pro budoucí měření ve fyzice částic.