Muon g–2: reikšmingas tyrimo iššūkis dalelių fizikos taisyklių knyga
Standartinis modelis yra griežta teorija, numatanti visatos statybinių blokų elgesį.
Menininko samprata apie miuono magnetinio momento paslaptį. (Šaltinis: Dani Zemba, Pensilvanijos valstijos universitetas) Naujai paskelbti tarptautinio eksperimento rezultatai sufleruoja apie naujos fizikos, valdančios gamtos dėsnius, galimybę, teigia mokslininkai. Eksperimento, kurio metu buvo tiriama, rezultatai subatominė dalelė, vadinama miuonu , neatitinka standartinio modelio, kuriuo grindžiama visa dalelių fizika, prognozių, o vietoj to dar kartą patvirtina neatitikimą, kuris buvo aptiktas eksperimento metu prieš 20 metų. Kitaip tariant, mums žinoma fizika negali paaiškinti išmatuotų rezultatų. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Physical Review Letters.
Naujienlaiškis| Spustelėkite, kad gautuosiuose gautumėte geriausius dienos paaiškinimus
Kas yra standartinis modelis?
Standartinis modelis yra griežta teorija, numatanti visatos statybinių blokų elgesį. Jame išdėstytos šešių tipų kvarkų, šešių leptonų, Higso bozono, trijų pagrindinių jėgų taisyklės ir tai, kaip subatominės dalelės elgiasi veikiamos elektromagnetinių jėgų.
Miuonas yra vienas iš leptonų. Jis panašus į elektroną, bet 200 kartų didesnis ir daug nestabilesnis, išgyvenantis sekundės dalį. Eksperimentas, vadinamas Muon g–2 (g atėmus du), buvo atliktas JAV Energetikos departamento Fermi nacionalinėje greitintuvo laboratorijoje (Fermilab).
Apie ką buvo šis eksperimentas?
Po ankstesnio eksperimento Brukhaveno nacionalinėje laboratorijoje, prie JAV Energetikos departamento, buvo išmatuotas su miuonu susijęs kiekis. 2001 m. atliktas Brookhaven eksperimentas davė rezultatų, kurie neatitiko standartinio modelio prognozių.
Eksperimentu Muon g-2 šis kiekis buvo išmatuotas tiksliau. Buvo siekiama išsiaiškinti, ar neatitikimas išliks, ar nauji rezultatai bus artimesni prognozėms. Kaip paaiškėjo, vėl buvo neatitikimas, nors ir mažesnis.
PRISIJUNK DABAR :„Explained Telegram“ kanalas
Koks kiekis buvo išmatuotas?
Jis vadinamas g faktoriumi, matu, kuris gaunamas iš miuono magnetinių savybių. Kadangi miuonas yra nestabilus, mokslininkai tiria jo poveikį aplinkai.
Miuonai veikia taip, tarsi jie turėtų mažą vidinį magnetą. Stipriame magnetiniame lauke šio magneto kryptis svyruoja – kaip ir besisukančio viršūnės ašis. Greitis, kuriuo miuonas svyruoja, apibūdinamas g faktoriumi, išmatuotu kiekiu. Žinoma, kad ši vertė yra artima 2, todėl mokslininkai matuoja nuokrypį nuo 2. Iš čia kilo pavadinimas g–2.
G koeficientą galima tiksliai apskaičiuoti naudojant standartinį modelį. Eksperimente g–2 mokslininkai jį išmatavo didelio tikslumo prietaisais. Jie sukūrė miuonus ir privertė juos cirkuliuoti dideliame magnete. Miuonai taip pat sąveikavo su subatominių dalelių kvantinėmis putomis, atsirandančiomis ir išnykusiomis, kaip tai apibūdino Fermilab. Šios sąveikos turi įtakos g faktoriaus vertei, todėl miuonai svyruoja šiek tiek greičiau arba šiek tiek lėčiau. Kiek bus šis nuokrypis (tai vadinamas anomaliniu magnetiniu momentu), taip pat galima apskaičiuoti naudojant standartinį modelį. Tačiau jei kvantinėse putose yra papildomų jėgų ar dalelių, kurios nėra įtrauktos į standartinį modelį, tai dar labiau pakeistų g koeficientą.
Kokios buvo išvados?
Rezultatai, nors ir skiriasi nuo standartinio modelio prognozės, labai sutinka su Brookhaven rezultatais, sakė Fermilab.
david brewster jr krepšinis
Priimtos teorinės miuono vertės yra šios:
g faktorius: 2.00233183620
Nenormalus magnetinis momentas: 0,00116591810
Trečiadienį paskelbti nauji eksperimentiniai rezultatai (sujungti iš Brookhaven ir Fermilab rezultatų):
g faktorius: 2.00233184122
Nenormalus magnetinis momentas: 0,00116592061.
Ką tai reiškia?
Brookhaven ir dabar Fermilab rezultatai rodo, kad egzistuoja nežinoma miuono ir magnetinio lauko sąveika – sąveika, kuri gali apimti naujas daleles ar jėgas. Tačiau tai ne paskutinis žodis, atveriantis kelią į naują fiziką.
Norėdami pareikšti apie atradimą, mokslininkai reikalauja rezultatų, kurie skiriasi nuo standartinio modelio 5 standartiniais nuokrypiais. Bendri Fermilab ir Brookhaven rezultatai skiriasi 4,2 standartinio nuokrypio. Nors to gali nepakakti, mažai tikėtina, kad tai atsitiktinumas – tokia tikimybė yra maždaug 1 iš 40 000, pranešime spaudai sakoma Argonne nacionalinės laboratorijos, taip pat prie JAV Energetikos departamento, pranešime.
Tai yra tvirtas įrodymas, kad miuonas yra jautrus kažkam, kas nėra mūsų geriausioje teorijoje, sako Renee Fatemi, Kentukio universiteto fizikė ir eksperimento Muon g-2 modeliavimo vadovė, „Fermilab“ paskelbtame pranešime.
Dalykitės Su Savo Draugais:
