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 Биологи впервые составили глобальную цифровую карту подземных микоризных сетей (грибных систем, связывающих корни растений) нашей планеты. Выяснилось, что общая протяженность этих невидимых нитей составляет около 110 квадриллионов километров — эквивалентно одной десятой части звездного диска Млечного Пути. Эти скрытые структуры играют фундаментальную роль в поддержании наземных экосистем и глобальной регуляции климата.
Чрезмерно строгий стиль воспитания и жесткие меры наказания приводят к тому, что вместо дисциплины в детях развивается склонность к обману и жульничеству. Психологи выяснили, что доверие и объяснение правил работают гораздо эффективнее давления, которое лишь заставляет ребенка скрывать свои промахи из-за страха перед родителями.
Титан может стать одной из ведущих ресурсных баз для освоения внешней Солнечной системы. Ученые показали, что богатые запасы метана, азота и водяного льда на крупнейшей луне Сатурна теоретически позволяют производить топливо, строительные материалы и кислород прямо на месте.
Согласно американским СМИ, небольшая часть модуля МКС «Звезда» больше не будет использоваться космонавтами. Причиной якобы стала невозможность ликвидировать утечки воздуха в ней, несмотря на попытки, предпринятые «Роскосмосом» 5 июня 2026 года.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Биологи впервые составили глобальную цифровую карту подземных микоризных сетей (грибных систем, связывающих корни растений) нашей планеты. Выяснилось, что общая протяженность этих невидимых нитей составляет около 110 квадриллионов километров — эквивалентно одной десятой части звездного диска Млечного Пути. Эти скрытые структуры играют фундаментальную роль в поддержании наземных экосистем и глобальной регуляции климата.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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