Международная группа ученых, работающая на базе американской лаборатории Фермилаб, опубликовала наиболее точные на сегодняшний день данные об аномальном магнитном моменте мюона. Это фундаментальная частица, изучение которой почти столетие служит для проверки теоретических моделей физики на соответствие экспериментальной реальности. Новые результаты, полученные в ходе эксперимента «мюон g-2», в значительной степени совпадают с последними теоретическими расчетами и станут эталоном для будущих исследований.
Эксперимент, начавшийся в 2017 году, был нацелен на измерение «колебания» мюонов в 50-футовом магнитном кольце. Мюоны — это частицы, более чем в 200 раз тяжелее электронов, которые существуют всего несколько микросекунд. Благодаря своему спину они ведут себя как крошечные магниты. Их прецессия, или колебание, под действием внешнего магнитного поля описывается g-фактором. Теоретически он должен быть равен 2, однако квантовая теория поля вносит небольшие поправки. Именно это отклонение, известное как аномальный магнитный дипольный момент, и стало предметом пристального изучения.
3 июня 2025 года команда эксперимента «мюон g-2» представила полные результаты своих многолетних наблюдений. Как сообщает издание Popular Mechanics, достигнутая точность измерения составила около 127 частей на миллиард, что является самым чувствительным показателем на сегодняшний день. Материалы исследования были направлены для публикации в научный журнал Physical Review D. Это достижение стало итогом масштабной работы, проводившейся с 2017 по 2023 год.
Значимость этой работы заключается в том, что точное измерение аномального магнитного момента мюона позволяет проверить на прочность Стандартную модель физики частиц. Любое расхождение между экспериментальными данными и теоретическими предсказаниями могло бы указать на существование неизвестных сил или частиц, то есть на «новую физику». Однако полученные результаты оказались близки к теоретическим выкладкам, что укрепляет текущие научные представления о субатомном мире.
Представитель Министерства энергетики США Реджина Рамейка назвала полученный результат захватывающим и отметила, что эксперимент завершился получением окончательного и точного измерения. В свою очередь, один из координаторов анализа, Саймон Корроди из Аргоннской национальной лаборатории, подчеркнул, что магнитный момент мюона продолжает оставаться строгим критерием для Стандартной модели. По его словам, новый экспериментальный результат задаст ориентир для любых будущих теоретических расчетов.
Работа по изучению магнитной аномалии мюона на этом не заканчивается. В 2030-х годах подобные измерения планируют провести в Японском комплексе протонных ускорителей J-PARC. Тем не менее, нынешний результат является свидетельством невероятных инженерных и научных усилий, позволивших сделать еще один шаг в понимании устройства Вселенной.
