Эксперимент Fermilab намекает на новую фундаментальную силу природы

Ученые, работающие на Фермилаб в Батавии, Иллинойс сделали некоторые из самых важных открытий в физике в течение многих лет, включая существование топ-кварка и характеризующих нейтрино. Теперь команда, работающая на эксперименте Muon G-2 Fermilab G-2, сообщила о тантализующем намека на новый тип физики, в соответствии с BBC. При подтверждении, это станет пятой известной фундаментальной силой во вселенной.

Наше текущее понимание физики частиц называется стандартной моделью, которую мы знаем, является неполной картиной вселенной. Понятия, такие как бозон Higgs, и темная энергия, не полностью интегрируются со стандартной моделью, а мюон G-2 может в конечном итоге помочь нам понять почему. Ключ к тому, что прорыв может быть поведение мюона, субатомической частицы, аналогичной электрону. У мюона есть отрицательный заряд, но это гораздо более массивно. Итак, он вращает как магнит, который является то, что указывает на возможную новую отрасль физики.

Корни эксперимента Muon G-2 возвращаются к работе, сделанной в CERN в конце 1950-х годов. Тем не менее, инструменты, доступные в то время, были слишком неточны, чтобы точно измерить «G-фактор» мюона, который описывает его скорость гирирования. Стандартная модель предсказывает, что мюоны колеблется определенным образом, но 14-метровый магнитный ускоритель в основе мюона G-2 показывает, что мюоны имеют другой G-фактор. Это может не значительное, но даже крошечный «аномальный магнитный дипольный момент», как это называет ученые, может указать что-то таинственное повлияло на частицы.

В настоящее время мы знаем о четырех фундаментальных силах: гравитация, электромагнетизм, сильная сила (ядерная сплоченность) и слабая сила (радиоактивное распад). Все, что вызывает мюонов, чтобы плохо себя вести в мюон Г-2, может быть пятой силой, но мы не знаем, что это такое. Даже если команда может подтвердить результат, мы не обязательно будем знать, что эта новая сила природы помимо беспокойства мюонов. Эта часть займет гораздо больше работы. Теоретические физики предположили, что новая сила может быть связана с неоткрытой субсантомической частицей, такими как Z-Prime Boson или Leptoquark.

Текущее внимание уделяется улучшению точности эксперимента. Новый результат был представлен с статистическим доверием 4,1 Sigma, который выходит на 1 в 40 000 шансов, что результаты являются просто статистическими шумом. Традиционно ученые хотят видеть доверие 5 сигмы (около 1 в 3,5 миллиона) до того, как позвонить что-то подтвержденное. Это-то физики собираются говорить о многое в ближайшие месяцы.