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 После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Воспоминания не исчезают бесследно: иногда пережитый опыт перестает влиять на поведение, хотя его след продолжает сохраняться в мозге. Ученые решили проверить, можно ли вернуть такую «забытую» память и что произойдет, если напомнить о произошедшем не совсем точно.
Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.
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