Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики обновили точность измерения магнитного момента мюона
Ученые из коллаборации Muon g-2 повысили точность измерения магнитного момента мюона до седьмого знака после запятой. Расхождение теоретических расчетов и экспериментальных результатов поможет уточнить или изменить Стандартную модель.
Изучение магнитных моментов фундаментальных частиц — важная задача для ученых. Магнитный момент электрона известен с точностью до 11 знаков после запятой. Экспериментальный результат предсказали в рамках квантовой электродинамики (КЭД), и измеренное значение совпало с теоретическим с точностью до 10 знаков.
Мюоны похожи на электроны — тот же заряд и спин, но масса в 207 раз больше. Теоретические расчеты величины магнитного момента мюона должны, помимо КЭД, учитывать эффекты электрослабого взаимодействия и вклады адронов. Из-за этого мюоны в 43 тысячи раз чувствительнее к влиянию потенциальных неизвестных частиц за пределами Стандартной модели.
Повышение точности измерений характеристик мюонов открывает возможность уточнения и пересмотра Стандартной модели, развития теорий струн и суперсимметрии. Отклонения реального магнитного момента от предсказанного называют аномальным магнитным моментом.
Ограничения в предсказаниях теории связаны с адронной частью расчетов. Вклад адронов в расчеты включает в себя флуктуации вакуума, связанные с сильно взаимодействующими частицами, такими как протоны, нейтроны и мезоны. Хотя результаты вычислений по КЭД и электрослабой теории считают достаточно точными, теоретические расчеты в отношении вклада адронов эту точность снижают. Поэтому точность предсказаний для аномального магнитного момента мюона ограничена.
Физики из коллаборации Muon g-2 в Фермилабе (США) после долгого эксперимента рассчитали магнитный момент мюона до седьмого знака после запятой. Исследователи разогнали мюоны почти до скорости света в кольце хранения частиц. К движущимся мюонам приложили магнитное поле, в 30 тысяч раз превышающее силу магнитного поля Земли. Под действием этого поля мюоны начали менять положение оси вращения, то есть прецессировать вокруг оси спина из-за своего магнитного момента.
Пока мюоны двигались по кольцу хранения, их магнитный момент взаимодействовал с внешним магнитным полем и испытывал влияние виртуальных частиц в вакууме. Из сравнения частоты прецессии мюонов с частотой их движения по кольцу исследователи смогли вывести аномальный магнитный момент мюона. Точность измерения составила 0,2 миллионных, семь знаков после запятой.
Измерять магнитный момент мюона стали в 2006 году в Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке. В описываемом эксперименте точность измерения улучшили в 2,2 раза по сравнению с предыдущими данными. Результаты исследования 2024 года опубликованы в журнале Physical Review D.
Сбор данных эксперимента продолжался три года, с марта по июль 2019-го и с ноября 2019-го по март 2020-го. Исследователи тщательно очистили и скорректировали экспериментальные данные, учитывая различные систематические факторы, которые могли бы исказить результат: динамику поведения мюонов внутри кольца, потерю мюонов на апертуре, расхождение из-за ненулевого электрического поля. Завершить обработку данных планируют к концу 2025 года. Над экспериментом работают 181 исследователь из семи стран и 33 научных организаций.
Несмотря на значительное улучшение точности, пока нельзя сравнивать результаты с теорией из-за расхождений в данных, связанных с адронными эффектами. Анализ оставшихся данных может еще больше улучшить статистическую точность измерений, что позволит приблизиться к пониманию физических процессов за пределами Стандартной модели. Исследователи ожидают добавления двух порядков к точности.
Telegram 
Дзен 
VK В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
Ученые предложили новый способ оценки текущего темпа экспансии Вселенной с помощью едва уловимиого космического гравитационного «гула» от слияний неразличимых компактных объектов. Объединив данные наблюдений наземных интерферометров и статистику не выявленных сигналов, астрофизики получили уточненные ограничения параметра, вокруг которого разгорается один из самых острых споров в современной космологии.
Разное отношение домашних животных к хозяевам давно стало предметом споров, обсуждений и шуток. Ученые из Венгрии показали, что собаки демонстрируют по отношению к человеку уровень альтруизма, сходный с детским, тогда как кошки ищут в партнерстве с человеком прежде всего свою выгоду.
В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
В мире оказалось гораздо больше диких пчел, чем кто-либо мог предположить. Ученые впервые оценили, сколько видов пчел существует на Земле, и обнаружили, что показатель превышает 26 тысяч — примерно на четверть больше, чем считалось.
Разное отношение домашних животных к хозяевам давно стало предметом споров, обсуждений и шуток. Ученые из Венгрии показали, что собаки демонстрируют по отношению к человеку уровень альтруизма, сходный с детским, тогда как кошки ищут в партнерстве с человеком прежде всего свою выгоду.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии