group-telegram.com/BudkerINP/981
Last Update:
Результаты зарубежных и российских физиков совпали: Стандартная модель в очередной раз прошла проверку
Существующая теория микромира Стандартная модель (СМ) удивительно хорошо описывает фундаментальные взаимодействия элементарных частиц, но некоторые астрофизические наблюдения указывают на то, что она не полностью объясняет физическую картину мира. Поэтому физики проверяют и уточняют СМ.
Международные коллаборации Muon g-2 и Muon g-2 Theory Initiative, в которые входит ИЯФ СО РАН, проверяют СМ уникальным способом – при помощи сравнения всего лишь одной измеренной в эксперименте величины с ее значением, рассчитанным в теории. Эта величина – аномальный магнитный момент мюона (АМММ). Магнитный момент отражает силу взаимодействия частицы, в данном случае мюона, с магнитным полем. Аномальный магнитный момент возникает в результате взаимодействия частицы с короткоживущими ненаблюдаемыми, или виртуальными, частицами, которыми заполнен вакуум. Задача физиков-экспериментаторов очень точно измерить АМММ, а теоретиков – рассчитать, что предсказывает СМ.
Заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе, заведующий кафедрой физики элементарных частиц НГУ доктор физико-математических наук Иван Логашенко:
«Это очень интересное направление в физике элементарных частиц, которое позволяет с помощью одного числа провести всеобъемлющую проверку Стандартной модели. Но для того, чтобы сравнение имело смысл, необходимо, чтобы обе величины, и измеренная, и рассчитанная, были получены с высокой точностью».
Дальше все просто: измеренное и теоретическое значения нужно сравнить, если они согласуются, значит СМ верна, если между ними большая разница, значит существуют неизвестные силы и частицы, которые не описаны в СМ. До недавнего времени между актуальным экспериментальным значением АМММ, измеренным в 2023 г. коллаборацией Muon g-2, и теоретическим – рассчитанным в 2020 г. Muon g-2 Theory Initiative, было целых пять стандартных отклонений, то есть существовал серьезный намек на явления за рамками СМ.
27 мая 2025 г. Theory Initiative опубликовали обновленный расчет АМММ, который сильно приблизился к измеренному в эксперименте, и теперь разница между значениями составляет меньше одного стандартного отклонения, что говорит о том, что СМ пока выдержала эту проверку. Аналогичный результат был получен еще в 2023 г. физиками ИЯФ СО РАН на коллайдере ВЭПП-2000 в эксперименте КМД-3 (Криогенный магнитный детектор). Таким образом, новый расчет АМММ подтвердил полученные российскими физиками данные.
Координатор эксперимента КМД-3 по измерению вероятности рождения пары пионов Фёдор Игнатов:
«Результаты, полученные в Новосибирске, существенно изменили точку зрения на проблему разногласий в АМММ. Если до измерения КМД-3 научное сообщество было практически готово объявить об обнаружении Новой физики, то теперь акцент смещен в сторону того, что Стандартная модель, как и прежде, остается верной, и необходимо дальше продолжать повышать точность экспериментов и расчетов. Эксперимент КМД-3 с этой точки зрения является хорошим примером продвижения вперед. Количество зарегистрированных событий пар пионов в детекторе КМД-3 на порядок больше, чем использовалось во всех других подобных измерениях. Такой объем данных обеспечил возможность наиболее тщательного анализа всех факторов, которые могли бы повлиять на полученный результат. Было проведено большое число внутренних проверок и дополнительных измерений сопутствующих физических величин. Все это выгодно отличает наше исследование от прежних, и позволяет с высокой степенью уверенности считать измерение, выполненное в Новосибирске, наиболее точным».
Более подробно про изучение АМММ и эксперименты в ИЯФ СО РАН на нашем сайте.
