О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Украина | Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Болотное дело
Читайте нас:
Доступное в России зеркало Граней: http://mirror695.graniru.info/Society/Science/m.56302.html

статья Мюоны указывают путь к невидимой вселенной

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 11.01.2004
Реклама
цитата Дословно

Уильям Маркиано (William Marciano)

Недавний результат по g-2 добавил веса теории суперсимметрии в качестве основного кандидата на правильное описание новых физических эффектов, но нельзя ни в коем случае считать, что теория суперсимметрии получила однозначное подтверждение. Необходимы еще длительные теоретические исследования и дополнительные эксперименты.

BNL Web

Данные по мюонному аномальному магнитному моменту. Показано среднее трех измерений для положительного мюона, новый результат для отрицательного мюона и объединенное значение. Также показаны прямое (основанное на e+ e-) и косвенное (основанное на тау-частицах) теоретические значения (2003). С сайта www.bnl.gov Международная группа физиков сообщила о том, что в экспериментах с элементарными частицами удалось обнаружить серьезные отклонения от теоретических предсказаний, даваемых Стандартной моделью. Измерялось "дрожание" заряженных мюонов в магнитном поле (мюоны испытывают взаимодействия с виртуальными частицами, рождающимися и вновь распадающимися в вакууме - вакуум "кипит", - чем-то это поведение напоминает известное по школьной программе броуновское движение). Нарушение Стандартной модели - это уже вполне ожидаемое событие (а надо отметить, что Стандартная модель физики элементарных частиц выдерживала все проверки экспериментом на протяжении трех десятков лет), многие ученые полагают, что благодаря этому откроются горизонты новой физики элементарных частиц. Результаты (основанные на данных, собранных в 2001 году, так как финансирование эксперимента прекращено) были оглашены на днях мюонной коллаборацией g-2 из американской Брукхэвенской национальной лаборатории (Brookhaven National Laboratory - BNL).

Группа "Мюон g минус 2" (Muon g-2 Collaboration) включает физиков из 12 лабораторий США, России, Японии, Нидерландов и Германии. В этом эксперименте на протонном синхротроне с переменным градиентом (Brookhaven's Alternating Gradient Synchrotron - AGS) измеряли так называемый "g-фактор", коэффициент, который связывает спин мюона (частицы, которая в 208 раз тяжелее электрона) и его магнитный момент. Протоны, сталкиваясь с мишенью, содержащей никель, порождают множество частиц, а некоторые из этих частиц в свою очередь распадаются на мюоны нужного типа, попадающие в кольцо, построенное из сверхпроводящих магнитов и снабженное 24 детекторами. Стандартные квантовые теории предсказывают, что для частиц вроде электронов и мюонов g = 2. Однако поправка на радиацию, вызванную непрерывным испусканием и повторным поглощением виртуальных частиц, приводит к тому, что g в точности не равно 2.

Эти искажения коэффициента могут быть вызваны как частицами, которые являются частью Стандартной модели, так и более экзотическими частицами, которые не включены в эту модель. Поэтому тщательное измерение разности между экспериментальными результатами и теоретическими предсказаниями может служить хорошим способом нащупать подход к совершенно новой физике вне Стандартной модели. Из современных теорий ведущим кандидатом на замену СМ является теория суперсимметрии, которая предсказывает, что все частицы из Стандартной модели на самом деле имеют еще так называемых суперпартнеров. Согласно некоторым теоретическим выкладкам "темное вещество", то есть материя, которая никак не поддается обнаружению, хотя во много раз перевешивает обычное вещество в космосе, фактически и состоит из огромных роев таких суперсимметричных частиц, пронизывающих пространство.

В брукхэвенских экспериментах уже наблюдались отклонения значения g-2 для положительных мюонов (информация об этом была обнародована в феврале 2001 года), а теперь все это подтверждено первыми измерениями g-2 для отрицательных мюонов. Последние данные, которые скомбинировали точность, достигнутую в предыдущих экспериментах, отличаются от теории на 2,9 среднеквадратичного (стандартного) отклонения ("сигма"). Если объединить все три результата, разность между теорией и экспериментом достигнет 2,8 "сигма".

Теоретическое значение учитывает вклады трех из четырех сил, существующих в природе: учитываются слабое, электромагнитное и сильное (ядерное) взаимодействия. В то время как вклады от слабых и электромагнитных сил могут быть рассчитаны теоретически, вклад от ядерных сил может быть определен только с помощью экспериментальных данных. Прямой путь при этом использует данные, полученные в экспериментах по столкновению электронов и позитронов (изучаются частицы, которые созданы в результате работы ядерных сил при таких столкновениях), а косвенный метод оперирует данными от распада тау-частиц, которые являются "тяжеловесными родственниками" мюона и электрона (все эти частицы являются лептонами; тау-частицу открыли в 1975 году стэнфордский физик Мартин Перл и его коллеги), и еще некоторыми дополнительными теоретическими предположениями. Данные, используемые при обоих методах, были получены на ускорителях России, Европы, Китая, и США. В настоящее время эти два метода находятся в плохом согласии один с другим, и в свете этого разногласия некоторые физики предпочитают использовать только прямой метод для определения теоретического значения (надо, однако, заметить, что при использовании косвенного метода несоответствие между теорией и экспериментом получается гораздо меньше - 1,4 среднеквадратичного отклонения).

"Тот факт, что наши измерения продолжают отклоняться от теории, может являться признаком того, что мы действительно видим новую физику за пределами Стандартной модели, - говорит Ли Робертс (Lee Roberts) из Бостонского университета, делавший доклад по результатам эксперимента. - Наш эксперимент теперь в 14 раз более точен, чем первый мюонный эксперимент g-2, выполненный в CERN в 1970-х годах, - и эта точность накладывает важные ограничения на потенциальные новые теории".

Источники:
New g-2 Measurement Deviates Further From Standard Model - BNL Web
Muons continue to defy Standard Model - PhysicsWeb
Subatomic Tracking Finds Clues to the Unseen Universe - New York Times

Ссылка:
Аномальный магнитный момент мюона как одно из последних открытий Физики Высоких Энергий, возможно подтверждающее неполноту или несостоятельность принятой сейчас Стандартной Модели

На иллюстрации:
Данные по мюонному аномальному магнитному моменту. Показано среднее трех измерений для положительного мюона, новый результат для отрицательного мюона и объединенное значение. Также показаны прямое (основанное на e+ e-) и косвенное (основанное на тау-частицах) теоретические значения (2003). С сайта www.bnl.gov

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 11.01.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама

Наши спонсоры
Выбор читателей