다음 주에 물리학 자들은 새로운 물리학을위한 오래된 퀘스트를 시작할 것입니다. 일리노이 주 바타 비아에있는 Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab)의 190 명의 연구원으로 구성된 팀은 Muon이라는 덧없는 입자의 자기를 절묘한 정밀하게 측정하기 시작할 것입니다. 그들은 실험의 초기 화신에서 힌트를 확고히하기를 희망하며, 이는 입자가 입자 물리학의 일반적인 표준 모델에 의해 예측 된 것보다 약간 더 자성적임을 시사했다. 그것은 연구원들이 수십 년 동안 원하는 것을 줄 것입니다 :표준 모델을 넘어서 물리학의 증거.
시애틀에있는 워싱턴 대학교의 물리학 자이자 실험의 공동 스포크 담당자 인 David Hertzog는“물리학은 지금 자연의 작은 사랑을 사용할 수있다”고 말했다. 스위스 제네바 근처의 대형 Hadron Collider (LHC)는 세계 최대의 Atom Smasher (LHC)가 표준 모델의 입자를 넘어서는 입자를 폭파하지 않았기 때문에 물리학 자들은 점점 더 혼란스러워하고 있습니다. 그러나 G-2는 LHC에 의해 생성하기에는 너무 무거운 입자의 간접적 인 증거를 제공 할 수 있습니다.
뮤온은 전자의 무겁고 불안정한 사촌입니다. 충전되기 때문에 자기장에 동그라미가됩니다. 각 뮤온은 또한 미니어처 바 자석처럼 자화됩니다. 자화의 방향에 수직 인 자기장에 뮤온을 놓으면 빙빙 나침반 바늘과 마찬가지로 자기 극성이 회전합니다.
.언뜻보기에, 이론은 자기장에서 뮤온의 자기가 입자 자체가 순환하는 것과 동일한 속도로 전주적이어야하므로 날아가는 방향으로 편광되면 궤도 전체에 걸쳐 잠긴 상태로 유지 될 것이라고 예측합니다. 그러나 양자 불확실성 덕분에 뮤온은 지속적으로 다른 입자를 방출하고 재 흡수합니다. 존재가 튀어 나오는 입자의 안개가 뮤온의 자기를 증가시키고 순환하는 것보다 약간 빠르게 성전위를 만듭니다.
뮤온은 모든 입자를 방출하고 재 흡수 할 수 있기 때문에, 그 자기는 모든 입자가 가능한 모든 입자를 키우는데, 이는 LHC가 만들기에는 너무 큰 새로운 입자입니다. 어 바나에있는 일리노이 대학의 이론가 인 Aida El-Khadra는 다른 하전 입자들도 보이지 않는 동물원을 샘플링 할 수 있다고 말합니다. 그러나 그녀는 "뮤온은 새로운 물리학에 민감 할 정도로 오래 지속되고 무겁기에 충분히 가볍게 가볍게 쳤다"덧붙였다. "
.1997 년부터 2001 년까지 뉴욕 Upton에있는 Brookhaven National Laboratory에서 열린 G-2 실험 연구원들은 수천 명의 입자를 직경 45 미터의 고리 모양의 진공 챔버에 촬영하여 초전도 자석 사이에 끼워서이 약속을 테스트했습니다.
.수백 마이크로 초 이상, 양으로 하전 된 뮤온은 포트 론으로 붕괴되며, 이는 뮤온의 분극 방향으로 튀어 나오는 경향이 있습니다. 물리학 자들은 고리의 가장자리를 감싸는 탐지기로 포지 트론을 지켜줌으로써 뮤온의 세차를 추적 할 수 있습니다.
G-2 팀은 2001 년 뮤온의 자기에 약간의 과도한 점이 있다고보고했다. 이론가들은 표준 모델 예측에서 간단한 수학 실수를 발견함에 따라 빠르게 사라졌다. , 2001 년 12 월 21 일, p. 2449). 그럼에도 불구하고, 팀이 2004 년 Brookhaven 데이터의 마지막에보고 할 때까지 불일치가 다시 등장했습니다. 그 이후로 이론가들이 표준 모델 계산을 개선함에 따라 결과는 증가했습니다. 그들은 프랑스 오시 세이에있는 파리-사우스 대학교의 이론가 인 미셸 데이비에 (Michel Davier)는 뮤온이 방출되고 hadrons라고 불리는 입자를 방출하고 재 흡수하는 과정을 설명하기 위해 고군분투했다고 말했다. 그는 이론가 들이이 가장 큰 불확실성을 줄일 수 있다고 말했다.
물리학 자들은 실험적 불확실성의 배수로 신호의 강도를 측정하며, 불일치는 이제 3.5 σ입니다. 5 σ의 발견은 발견을 주장하는 데 필요하지만 다시 시도 할 수있을만큼 흥미 롭습니다.
.2013 년에 G-2 팀은 Brookhaven에서 Fermilab까지 5000km 오디세이에 대한 실험을 시작하여 미국 동부 해안을 바르고 미시시피 강을 바르고 반지를 가져갔습니다. 그 이후로, 그들은 자기장을 3 배 더 균일하게 만들었고, Fermilab에서는 훨씬 더 순수한 뮤온 빔을 생성 할 수 있습니다. 보스턴 대학교의 G-2 물리학자인 Lee Roberts는“정말 새로운 실험입니다. "모든 것이 더 좋습니다."
3 년 동안이 팀은 Brookhaven에서 시간보다 21 배 더 많은 데이터를 수집하는 것을 목표로하고 있다고 Roberts는 말합니다. Hertzog는 내년까지 첫 번째 결과에 대한 충분한 데이터를 갖기를 희망하며, 이는 불일치가 5σ 이상을 초과 할 수 있다고 말합니다.
.뮤온이 새로운 물리학의 포털이 될까요? 캘리포니아 멘로 파크에있는 SLAC National Accelerator Laboratory의 이론가 인 Joanne Hewett는 베팅을 망설입니다. "내 물리 생애에서 표준 모델에서 3σ 편차가 사라졌습니다."라고 그녀는 말합니다. "수하물이 아니었다면 조심스럽게 낙관적 일 것입니다."
