Вчені наблизилися до відкриття п’ятої сили природи 

Фізики з Fermilab представили результати експерименту щодо вимірювання аномалії магнітного моменту мюона (АМММ) — вкрай нестабільної елементарної частинки. Набір цих двох спостережень показав вірогідно значущі відхилення у виміряних параметрах АМММ, природу яких не можна пояснити у рамках Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Це означає, що магнітний момент мюона впливає щось науці невідоме.

Мюон нестабільний, але він дуже масивний — у 207 разів важчий за електрон. І якщо така важка штука має магнітний момент, то слідкувати за ним і вимірювати його буде простіше, ніж у разі детектування магнітного моменту електрона, а аномалію магнітного моменту електрона вчені змогли виміряти з високою точністю. Але з електроном все просто. Джерело його аномалії магнітного моменту відоме — це взаємодія з квантами електромагнітного поля — і це відхилення узгоджується з теоретичними викладками.

Що стосується аномалії магнітного моменту мюона, вона не знаходить пояснення в рамках Стандартної моделі. Крім відомих нам полів і частинок, магнітний момент мюона відхиляє щось таке, про що сучасна фізика не має уявлення. Якби вчені змогли виміряти цей невідомий вплив із достатньою точністю — банально показати, що воно існує, то це відкрило б шлях до так званої Нової фізики, оскільки означало б присутність у природі невідомих сил (полів) чи елементарних частинок. Тяжкий мюон ідеальний для проведення таких експериментів і нові дані вчених з Fermilab – це один з нових кроків на цьому шляху.

Два сеанси тривалих спостережень на установці в Fermilab в рамках експерименту Muon g-2 дало вражаючий, але все ж таки поки спірний результат. Вчені повідомили, що вірогідність виміряної аномалії магнітного моменту мюона склала 5 сигма, чого достатньо для заяви про відкриття. Іншими словами, вчені з визнаною в науці вірогідність довели, що у світі є поля або частинки, що виходять за межі Стандартної моделі (на що відразу ж «образилися» темна матерія і темна енергія, які давно за рамками наших знань про фізику Всесвіту).

Але є тонкість. У науковій роботі з вимірювання АМММ вчені «Фермілаб» використовували теоретичні дані до 2020 року, а вони застаріли, в тому числі завдяки роботам російських фізиків. Вчені з Інституту ядерної фізики ім. Г.І. Будкера ЗІ РАН (ІЯФ ЗІ РАН) провели експерименти, які поставили під сумнів розрахунки 2020 року. Якщо це враховувати, то вірогідність вимірювання АМММ Fermilab знижується нижче значущої позначки 5 сигма і відкриттям вважатися не може.

Американські вчені це визнають і продовжать набирати статистику в подальших вимірах АМММ на своїй установці та мають намір до кінця 2025 перевершити теоретичні межі вимірювання аномалії магнітного моменту мюона, щоб довести або спростувати існування у світі «п’ятої» невідомої сили або нікому невідомої. Але щось змушує вчених підозрювати, що Нова фізика є і зі Стандартною моделлю, рано чи пізно доведеться розпрощатися. Джерело