Die Welt: частица мюон разрушила традиционную физику

– После обнаружения бозона Хиггса это – главное чудо! – пишет он. – Исследования не завершены до конца, но уже очевидно, что так, как было до этого, уже не будет никогда. И начало всему этому положила элементарная частица мюон.

Далее он предлагает перенестись мысленным взором в Национальную ускорительную  лабораторию имени Энрико Ферми вблизи Чикаго.

– Она вполне могла бы появиться в воображении какого-нибудь писателя-фантаста, – рассуждает журналист. – Что же там произошло? Да просто запечатанный конверт, который на протяжении 3 лет хранился в сейфе, наконец-то открыли в присутствии свидетелей. Причем, очень аккуратно.

В конверте лежал секретный восьмизначный цифровой код – 8 случайно выбранных цифр.

– Один из ученых напечатал этот код на клавиатуре, – продолжает Лоссау. – Компьютер начал работать и уже через 2 минуты продемонстрировал цифровой ряд.

Этот ряд исследователи лаборатории Ферми тут окрестили вовсе не случайным: 0,00116592061.

– Именно эта цифровая последовательность повлекла за собой огромную цепочку публикаций, – объясняет журналист. – В том же специализированном журнале Nature, например. Она означает, что в настоящее время, пожалуй, придется переписать ключевую теорию физики элементарных частиц.

Обозреватель однозначно заявляет о том, что стандартную модель придется полностью переписать. Именно это открытие в физике элементарных частиц за последнее время можно считать полноценной научной революцией.

– Благодаря секретному цифровому коду высчитанная цифровая последовательность становится измеренным в лаборатории магнитным моментом мюона, – цитирует ученых обозреватель. – Мюон – это родственная электрону элементарная частица, часто очень образно называемая «тяжелым кузеном» электрона. Данный показатель только лишь на чуть-чуть увеличивает показатель, который предсказала стандартная модель физики элементарных частиц: 0,00116591810. При этом, разница символична и очень важна для «новой физики».

Лоссау отмечает, что, так как самого начала было понятно, что разница между реальным измерением и теорией – если таковая вообще существует – может быть совсем небольшой.

– Исследователи уже пожелали полностью исключить психологические эффекты во время  анализа показателя измерения, – продолжает он. – Часы, которые используются в процессе измерения, посредством секретного ключа были настроены неправильным образом.

Эти неправильные – в этом контексте – физические результаты измерения в соответствии с правилами искусства оценили верно, а потом, естественно, пришли к неверному показателю. В результате пересчета подобного показателя с использованием секретного кода вполне хватило для того, чтобы обзавестись «верными» результатами измерения. В настоящее время ученые полностью уверены, что есть некое несоответствие, закрыть глаза на которое просто невозможно.

– Вот именно это и может считаться полноценным открытием в физике элементарных частиц непосредственно с момента обнаружения бозона Хиггса – в 2012 году, в женевском исследовательском центре ЦЕРН.

Мюоны обладают тем же зарядом, что и электроны, но масса их в 207 раз больше.

Их открыли в 1937 году – как одну из частей космоизлучения.

– И это вовсе не означает, что они какие-то там заморские гости вселенских глубин, – пишет журналист. – Привычные и понятные мюоны появились только в земной атмосфере — во время столкновения частиц космического излучения с воздушными молекулами. Мюоны — достаточно летучие частицы, которые распадаются за 0, 000002 секунды.

Журналист добавляет, что если ученые пожелают исследовать мюоны, то им нужно  синтезировать их в ускорителях.

–  Именно там мюоны появляются из-за столкновении остальных частиц, – заключает он. – В таком случае ученые получат сразу несколько сотых наносекунды для того, чтобы провести эксперименты с этими «гостями», посетившими наш мир.

Измерения, которые провели в Брукхейвенской национальной лаборатории в начале нулевых, продемонстрировали, что магнитные свойства мюона никак не соответствуют техническим предсказаниям канона – той самой стандартной модели.

– Но сама сила прогноза одного замера была вовсе недостаточной для того, чтобы объявить во всеуслышание по поводу отклонения от теории, – объяснил он. – Подозрения, все же, оставались. Эксперты Ускорительной лаборатории Ферми у этих подозрений тут же пошли на поводу. Эксперименты начались в 2018 году.

Благодаря сверхпроводящим магнитам в накопителе Фермилаб осуществляется поддержка существования мюонов до момента распада. Позитроны — античастицы электронов, которые возникают при этом, регистрируются детекторами. После многоэтапного вычисления рассчитывается сила магнитного момента мюонов.

В подобных исследованиях поучаствовали почти 200 физиков из 35 исследовательских центров в 7 странах мира. Последовательность цифр, которую они высчитали, свидетельствует о том, что в физическом понимании частиц, как и вселенной, существует… огромная дыра.

– А вот что будет далее после всего этого – пока непонятно, – рассказал Лоссау. – Возможно, исследователи должны будут создать новые частицы или синтезировать какие-то неведомые силы, которые потом нужно будет встраивать в теоретический остов физики.

Обозреватель довольно оптимистично смотрит на ситуацию. Он пишет о том, что поиск новых частиц непременно откроет новые перспективы для физиков, которые работают  в крупнейших лабораториях с ускорителями.

Непосредственно с открытия бозона Хиггса в экспериментальной физике элементарных частиц вообще не было никаких впечатляющих прорывов.

Во время виртуальной пресс-конференции специалист Фермилаб Крис Полли (Chris Polly) продемонстрировал на диаграмме белое пространство между гипотетическим и реально измеренным коэффициентом магнитного момента мюона:

– С большой уверенностью мы можем сказать, что за подобным открытием что-то скрывается, – цитирует издание экспертов. – Какие чудовища могут еще нас поджидать?

В любом случае, взглянуть им в глаза придется совсем скоро.

Французские исследователи пока не особо переживают по поводу природы мюона, так как их больше волнует природа болеет традиционная. Недавно они открыли, что ежегодно наша планета принимает на свою поверхность тонны космического мусора.