Myon G-2: Precise Measurements Fuel Hope for New Physics!

Myon G-2: Precise Measurements Fuel Hope for New Physics!

The Myon G-2 collaboration announced its third and last publication on the measurement of the anomal magnetic moment of the Myon on June 3, 2025. The results show a remarkable improvement in accuracy to 127 parts in one billion (ppb) and confirm the results of the previous measurements from 2021 and 2023. This research team, to which the only German group under the direction of Prof. Dr. Martin Fertl from the Johannes Gutenberg University Mainz har hört ett år med intensivt arbete i Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) på Myon Campus.

Med ett specifikt värde för det anomala magnetiska ögonblicket för aµ = (G-2)/2 = 0,001 165 920 705 ± 0000 000 148, presenterar samarbetet det mest exakta resultat som någonsin uppnåtts om detta ämne. Mätningen är baserad på data från över 72% av de totalt 308 miljarder myonerna som analyserades under ett sex -årigt experiment som startade 2018 och slutade den 9 juli 2023.

Ett nästa steg i partikelfysik

Myons anomala magnetiska ögonblick är mer än bara ett teoretiskt antal. Genom dessa mätningar hoppas fysiker på ny insikt i universums mörka fråga. Dyscalated Matter gör en större del av universum än vanligt material, men dess sammansättning förblir i stort sett okänd. Myon, med en massa på 200 gånger den för elektron, har ett anomalt magnetiskt ögonblick som har avvikelser från det teoretiska värdet-en avvikelse orsakad av vakuumfluktuationer. Dessa fluktuationer kunde inte bara påverka myons beteende utan indikerar också okända partiklar som kan vara dolda i mörk materia.

Vägen till dessa resultat var inte utan utmaningar. Under experimentet på Fermilab utesluts distorsioner av noggranna tidsmätningar. För att säkerställa forskarnas neutralitet skjuts tidstycket i experimentet av ett slumpmässigt antal, vilket senare ledde till falkar av data som endast kunde korrigeras efter att analysen avslutades. Jessica Esquivel, en medlem av Muon-G-2-teamet, konstaterade att publiceringen av resultaten utlöste blandade känslor av ecstasy och pessimism.

Framtida syn och teoretiska utvecklingar

Myon G-2-samarbetet omfattade nästan 180 forskare från 37 institutioner i sju länder. Stipendier för studenter och samarbete av fysiker från olika områden understryker den internationella dimensionen och det tvärvetenskapliga karaktären i detta projekt. Dessa ansträngningar resulterar i nya teoretiska förutsägelser för det anomala magnetiska ögonblicket baserat på QCD -fakturor i nätet och får värdena i harmoni med aktuella experiment.

För framtiden planeras ytterligare experiment. Ett nytt experiment i Japan bör tillhandahålla ytterligare data i början av 2030 -talet, även om en lägre precision förväntas. Dessa projekt kan väcka ljus på grundläggande fysikfrågor och initiera nya teorier, särskilt när det gäller standardmodellen för partikelfysik och sökandet efter mörk materia.

Sammantaget är Myon G-2-studien en betydande framsteg. Det ligger inte bara till etablerade fysiska principer, utan kan också öppna inträde i nya forskningsområden. Resultaten lämnades in för publiceringen i tidskriften Fysiska granskningsbrev och satte en ny standard för framtida mätningar i partikelfysik.