Новые измерения мюона указывают на выход за пределы Стандартной модели

Потенциальная трещина в понимании человечеством фундаментальных физических процессов стала шире. Новые измерения указывают, что субатомная частица мюон может быть более магнитным, чем предсказывает теория. Аномалия, о которой докладывает команда из более чем 200 ученых, угрожает целостности Стандартной модели, основной теории физики элементарных частиц.

Десятки лет физики измеряли магнетизм мюона, более тяжелого и нестабильного брата электрона. Они помещали эти частицы в вертикальное магнитное поле, чтобы они вращалась, как стрелка компаса. Частота вращения указывала, насколько они намагничены, что в принципе могло указывать на новые частицы, даже те, которые слишком массивные для того, чтобы их можно было получить в Большом адронном коллайдере. Вращение мюона соответствует Стандартной модели элементарных частиц, но недавние измерения показали, что скорость движения мюона чуть выше, чем предсказывает теория.

Аномалия эксперимента Muon g-2 составляет 4,1 сигмы или стандартного отклонения, то есть существует шанс 1 к 40 000, что результаты могут оказаться статистической погрешностью. Золотой стандарт для физики частиц — 5 сигм, когда вероятность случайной ошибки 1:3,5 млн.

Другими словами, результаты не окончательные, и эксперимент следует повторить, желательно, независимой группой исследователей. Однако исследование 2001 года также пришло к выводу, что мюон чуть более магнитный, чем утверждает теория, сообщает Science.

«С 1970-х мы искали трещину в Стандартной модели, — сказал Алексей Петров, физик-теоретик из Университета Уэйна. — Возможно, это она».

Если последние измерения будут подтверждены, последствия для науки окажутся грандиозными, на уровне открытия бозона Хиггса в 2012. Они докажут существование еще одной неизвестной субатомной частицы, возникающей в вакууме и вызывающей увеличение магнетизма. При этом Стандартная модель не дает ответа на вопрос, что это может быть за частица и какими она обладает свойствами.

В прошлом году исследователи из проекта NA62 ЦЕРН получили первые значимые свидетельства ультраредкого распада заряженного каона. Точное измерение процессов, предсказанных в теории, открывает дорогу для поиска свидетельств существования новой физики частиц, которая могла бы объяснить загадки темной материи и другие тайны Вселенной.