Myon G-2: täpsed mõõtmised kütus lootus uuele füüsikale!

Myon G-2: täpsed mõõtmised kütus lootus uuele füüsikale!

Mainz, Deutschland - Myon G-2 koostöö teatas oma kolmandast ja viimasest väljaandest Myoni anomaalse magnetilise hetke mõõtmise kohta 3. juunil 2025. Tulemused näitavad, et täpsus on märkimisväärselt paranenud 127 osaga ühe miljardi (PPB) (PPB) ja kinnitab eelnevate mõõtmiste tulemusi alates 2021 ja 2023-st. Ülikool Mainz on Myoni ülikoolilinnakus kuulnud intensiivset tööd Fermi riiklikus kiirendi laboris (Fermilab).

Anomaalse magnetilise momendi spetsiifilise väärtusega a aµ = (G-2)/2 = 0,001 165 920 705 ± 0 000 000 148, on koostöö kõige täpsem tulemus, mis selle teema kohta kunagi saavutati. Mõõtmine põhineb üle 72% -l 308 miljardist müonist, mida analüüsiti kuueaastase katse ajal, mis algas 2018. aastal ja lõppes 9. juulil 2023.

järgmine samm osakeste füüsikas

Myoni anomaatiline magnetiline hetk on midagi enamat kui lihtsalt teoreetiline arv. Nende mõõtmiste kaudu loodavad füüsikud uusi teadmisi universumi tumedast ainest. Düsgaleerunud aine muudab universumist suurema osa kui tavaline aine, kuid selle koostis jääb suuresti teadmata. Myonil, mille mass on 200-kordne elektron, on anomaalne magnetiline hetk, mille kõrvalekalded on vaakumikõikumistest põhjustatud teoreetilisest väärtusest. Need kõikumised ei pruugi mõjutada mitte ainult müonide käitumist, vaid näidata ka tundmatuid osakesi, mis võivad olla peitnud pimedas aines.

Tee nende tulemusteni polnud ilma väljakutseteta. Fermilabi eksperimendi ajal jäeti moonutused hoolika aja mõõtmisega välja. Teadlaste neutraalsuse tagamiseks lükati eksperimendi ajanäitaja juhusliku arvuga edasi, mis viis hiljem andmete pistrikuni, mida sai parandada alles pärast analüüsi lõpuleviimist. Muon-G-2 meeskonna liige Jessica Esquivel märkis, et tulemuste avaldamine põhjustas ekstaasi ja pessimismi segaseid tundeid.

tulevikuvaade ja teoreetilised arengud

Myon G-2 koostöö koosnes peaaegu 180 teadlast seitsme riigi 37 asutusest. Stipendiumid tudengitele ja erinevate valdkondade füüsikute koostöö rõhutavad selle projekti rahvusvahelist mõõtme ja interdistsiplinaarset iseloomu. Nende jõupingutuste tulemuseks on anomaalse magnetilise momendi uued teoreetilised ennustused, mis põhinevad ruudustiku QCD arvetel, ja viivad väärtused praeguste katsetega kooskõlas.

Tuleviku jaoks kavandatakse täiendavaid katseid. Uus eksperiment Jaapanis peaks andma täiendavaid andmeid 2030. aastate alguses, ehkki oodata on madalamat täpsust. Need projektid võiksid valgustada füüsika põhiküsimusi ja algatada uusi teooriaid, eriti osakeste füüsika standardmudeli ja tumeda aine otsingu osas.

Üldiselt on Myon G-2 uuring märkimisväärne edasiminek. See mitte ainult ei toeta väljakujunenud füüsilisi põhimõtteid, vaid võib ka sisenemise uutesse uurimisvaldkondadesse. Tulemused esitati ajakirjas Füüsilise ülevaate kirjade avaldamiseks ja määrati osakeste füüsika tulevaste mõõtmiste jaoks uus standard.