Myon G-2: Precyzyjne pomiary Nadzieja na nową fizykę!

Myon G-2: Precyzyjne pomiary Nadzieja na nową fizykę!

Mainz, Deutschland - Współpraca Myon G-2 ogłosiła swoją trzecią i ostatnią publikację na temat pomiaru anomalnego momentu magnetycznego Myona w dniu 3 czerwca 2025 r. Wyniki pokazują niezwykłą poprawę dokładności do 127 części w miliardach (PPB) i potwierdzić wyniki poprzednich pomiarów z 2021 i 2023 r. Niniejszy zespół badawczy. University Moginz usłyszał rok intensywnej pracy w Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) w kampusie Myon.

Przy określonej wartości dla anomalnego momentu magnetycznego Aµ = (G-2)/2 = 0,001 165 920 705 ± 0 000 000 148, współpraca stanowi najbardziej precyzyjny wynik, jaki kiedykolwiek osiągnął na ten temat. Pomiar oparty jest na danych z ponad 72% z 308 miliardów myonów analizowanych podczas sześcioletniego eksperymentu, który rozpoczął się w 2018 r. I zakończył 9 lipca 2023 r.

Kolejny krok w fizyce cząstek

Anomalny moment magnetyczny Myona jest czymś więcej niż tylko liczbą teoretyczną. Dzięki tym pomiarom fizycy mają nadzieję na nowe spostrzeżenia w mrocznej materii wszechświata. Materia dyskalowana stanowi większą część wszechświata niż materia zwyczajna, ale jej skład pozostaje w dużej mierze nieznany. Myon, o masie 200 razy większej niż elektron, ma anomalny moment magnetyczny, który ma odchylenia od wartości teoretycznej-odchylenia spowodowane fluktuacjami próżniowymi. Te fluktuacje mogą nie tylko wpłynąć na zachowanie myonów, ale także wskazywać na nieznane cząstki, które mogą być ukryte w ciemnej materii.

Droga do tych wyników nie była bez wyzwań. Podczas eksperymentu na Fermilab zakłócenia zostały wykluczone przez uważne pomiary czasowe. Aby zapewnić neutralność naukowców, zegarek eksperymentu został przełożony przez losową liczbę, która później doprowadziła do sokołów danych, które można było skorygować dopiero po zakończeniu analizy. Jessica Esquivel, członek zespołu Muon-G-2, zauważył, że publikacja wyników wywołała mieszane uczucia ekstazy i pesymizmu.

Widok na przyszłość i rozwój teoretyczny

Współpraca Myon G-2 obejmowała prawie 180 naukowców z 37 instytucji w siedmiu krajach. Stypendia dla studentów i współpraca fizyków z różnych dziedzin podkreślają wymiar międzynarodowy i interdyscyplinarny charakter tego projektu. Wysiłki te powodują nowe teoretyczne prognozy dla anomalnego momentu magnetycznego opartego na fakturach QCD siatki i wprowadzają wartości do harmonii z obecnymi eksperymentami.

Na przyszłość planowane są dalsze eksperymenty. Nowy eksperyment w Japonii powinien dostarczyć dodatkowych danych na początku lat 30. XIX wieku, chociaż oczekiwana jest niższa precyzja. Projekty te mogą podnieść światło na podstawowe pytania dotyczące fizyki i inicjować nowe teorie, szczególnie w odniesieniu do standardowego modelu fizyki cząstek i poszukiwania ciemnej materii.