동료의 퍼레이드에서 비가 내리는 것에 대해 이야기하십시오. 4 월 7 일, 200 명 이상의 실험자들의 협력은 뮤온 (Muon)이라는 입자가 물리학 자의 표준 모델에 의해 예측 된 것보다 약간 더 자성이라는 팡파르를 크게 발표했다. 그러나 같은 날, 14 명의 이론가들은 이론적 예측이 잘못되었음을 암시하는 논문을 발표했다. 그들의 가치는 실험 결과에 더 가깝고 화려한 불일치가 거의 사라집니다.
University Park의 Pennsylvania State University의 이론가이자 BMW (Budapest-Marseille-Wuppertal) 협업의 리더 인 Zoltan Fodor는“표준 모델은 정당하다. 그러나 다른 사람들은 이전 계산을 버리기에는 너무 이르다고 말합니다.이 계산은 수십 년의 힘든 노력의 산물입니다. "우리는 우리가 아는 모든 것을 즉시 무시하고 새로운 방법의 새로운 결과로 전환 할 수 없습니다."라고 University of Regensburg의 이론가 인 Christoph Lehner는 말합니다.
전자의 무겁고 불안정한 사촌 인 Muon은 작은 막대 자석처럼 작용하며, 그 자기는 새로운 입자의 힌트를 위해 다우는 수단을 제공합니다. 양자 역학과 상대성은 뮤온이 특정 기본 자기를 가지고 있어야합니다. 양자 불확실성 덕분에, 입자와 항구화도는 뮤온 주변에 끊임없이 존재하고 존재하지 않는다. 이러한 "가상"입자는 직접적으로 관찰 될 수 없지만 자기를 포함한 뮤온의 특성에 영향을 줄 수 있습니다. 표준 모델 입자는 자기 자성을 약 0.1%증가시켜야하며, 그 대신에 큰 타운 입자는 자체 향상을 더할 것입니다. 그러한 입자는 언젠가 원자 스매커에서 존재로 폭발 할 수 있습니다.
그렇기 때문에 Fermi National Accelerator Laboratory의 Muon G-2 실험이 20 세의 힌트를 확인했을 때 물리학자가 너무 흥분한 이유는 컨센서스 가치에 따르면, 132 명의 Muon G-2 이론 이니셔티브에 의해 작년에 해산 된 컨센서스 가치에 따르면, Muon이 표준 모델이 예측하는 것보다 약 2.5 개의 자성이라는 힌트를 확인했을 때.
.그러한 예측을하기 위해, 이론가들은 표준 모델 입자가 뮤온에 대해 날아가서 행동에 영향을 줄 수있는 수천 가지 방법을 설명해야했습니다. Hadronic 진공 분극으로 알려진 프로세스 패밀리는 특히 도전적이며 전체 계산의 정밀도를 제한합니다. 그것에서, 뮤온은 쿼크라고 불리는 다른 입자로 구성된 hadrons로 알려진 입자를 방출하고 다시 흡수합니다. 쿼크 이론과 그것들을 결합시키는 강력한 핵무기, 양자 크롬 역학 (QCD)은 이론가들이 평범한 일련의 더 작은 근사치를 통해 효과를 계산할 수 없을 정도로 다루기 힘들다. 대신, 그들은 전자와 포지트론을 충돌하여 Hadrons를 만드는 가속기의 데이터에 의존해야합니다.
간격을 신경 쓰지 않습니까?
그러나 다른 방법이 있습니다. 이론가들은 슈퍼 컴퓨터에 대한 무차별 QCD 계산을 시도 할 수 있습니다. 슈퍼 컴퓨터는 공간과 시간의 연속체를 쿼크와 글루온 (Gluons)이라는 쿼크와 입자의 격자로 모델링하는 경우 강한 힘을 전달할 수 있습니다. 12 년 전, 이론가들은이 "격자 QCD"기술이 양성자와 중성자의 질량을 계산할 수 있음을 보여 주었다. 몇몇 그룹은 또한 상당한 불확실성에도 불구하고 격자를 뮤온의 자기에 적용했습니다.
이제 Fodor의 그룹은 독일의 Jülich Research Center에서 수억 개의 프로세서 시간을 사용하여 Hadronic 진공 분극의 격자 계산과 정밀도의 컨센서스 표준 모델 값을 활성화시키는 Muon의 자기 값을 계산했습니다. 그리고 새로운 결과는 실험 가치보다 10 억분의 한 부분에 불과하다. 불확실성을 감안할 때, 그것은 불일치를 주장하기에는 너무 가깝다고 Fodor는 말합니다.
.그는 또한 합의 가치에 대한 의문을 제기합니다. 주요 데이터의 경우 주로 두 개의 콜라이드의 결과에 따라 다르며 두 데이터 세트는 걱정스러운 정도로 동의하지 않는다고 Fodor는 말합니다. 그의 팀의 결과는 그러한 불확실성이 없습니다. "이것은 시장에서 유일한 계산이므로 일부 사람들은 불편합니다."
그러나 일부 이론가들은 단일 격자 계산에 무게가 너무 많다고 말합니다. Urbana-Champaign 일리노이 대학교의 격자 이론가 인 Aida El-Khadra와 Muon G-2 이론 이니셔티브의 공동 리더이자 리더 인 Lehner와 함께 합의 가치의 불확실성은 주로 입력 데이터의 정밀도를 반영한다고 지적했다. 대조적으로, 격자 값의 불확실성은 방법 자체의 신뢰성을 반영하고 정량화하고 해석하기가 더 어렵다고 El-Khadra는 말합니다. "오류의 의미는 매우 다릅니다."라고 그녀는 말합니다.
또한 2018 년 Lehner와 동료들은 가속기 데이터와 낮은 정제 격자 계산을 결합한 분석을 수행했습니다. 뮤온의 자기의 하이브리드 추정치는 합의 예측과 잘 일치한다고 Lehner는 말한다.
Wayne State University의 이론가 인 Alexey Petrov는“BMW 결과는 다른 독립적 인 격자 계산에 의해 확인되어야한다. 이러한 고정밀 계산은 1 년 이내에 나타납니다. 그러나 격자 결과가 서로 동의하지만 데이터 중심의 접근 방식은 아니지만 이론가들은 왜 두 가지 방법이 동의하지 않는지를 알아 내야한다고 Petrov는 말합니다.
.그때까지, G-2 측정에 의해 제기 된 무두질 미스터리가 설명되었다고 El-Khadra는 말한다. "표준 모델 계산은 견고하다"고 그녀는 주장했다. 실험적 가치도 마찬가지입니다. 그리고 물리학 자의 지식을 최대한 활용하기 위해, 그것들은 다릅니다.
