Новые результаты по прецизионному измерению аномального магнитного момента мюона
В октябре 2023 г. международной коллаборацией Muon g-2 в журнале Phys.Rev Letters была опубликована статья с новыми результатами эксперимента по прецизионному измерению аномального магнитного момента мюона в Фермилаб (США). Группа ученых из ЛЯП ОИЯИ, входящая в коллаборацию ( В. А. Баранов, В. П. Вольных, В. Н. Дугинов , В. А. Крылов, Н. А. Кучинский, Н. В. Хомутов), участвовала в создании прототипа трекового детектора и в разработке системы сбора и визуализации данных.
Аномальный магнитный момент мюона aμ = (g-2)/2 (где g — гиромагнитное отношение мюона) представляет собой разницу между наблюдаемым значением магнитного момента мюона и квантовомеханическим предсказанием Дирака (g = 2). Ненулевая величина $a_{\mu}$ обусловлена вкладом различных виртуальных частиц физического вакуума. Поэтому точное измерение аномального магнитного момента мюона оказывается очень важным для поиска новой физики за пределами Стандартной Модели (СМ).
В результате обработки экспериментальных данных, набранных в 2019 и 2020 годах, авторами статьи был сделан вывод о расхождении эксперимента с предсказаниями СМ (2020 г., публикация расчетов группы Muon g-2 Theory Initiative на основе пертурбативных методов) со статистической значимостью в 5,0σ, а с учетом данных предыдущего эксперимента E821 — в 5,1σ. Новое экспериментальное значение аномального магнитного момента мюона aµ = 116 592 055 (24) × 10-11. Достигнутая точность измерения вдвое лучше первого результата этого же эксперимента, опубликованного в 2021 году.
Результат, полученный в Фермилаб, вызвал большой резонанс в научном сообществе еще и в связи с тем, что в феврале 2023 года коллаборация детектора CMD-3, набирающего данные на коллайдере ВЭПП-2000 (Новосибирск), представила новые результаты измерения сечения аннигиляции e+e- → π+π-, которые существенно корректируют значение нормированного полного сечения рождения адронов и основанное на нём теоретическое значение g−2 в сторону согласия с экспериментальным значением. Так, в журнале CERN Courier недавно были опубликованы две заметки, посвященные эксперименту g-2 и теоретическим методам вычисления аномального магнитного момента мюона:
https://cerncourier.com/a/getting-to-the-bottom-of-muon-g-2/
https://cerncourier.com/a/new-muon-g-2-result-bolsters-earlier-measurement-2/
Н.В. Хомутов,
научный сотрудник Сектора № 4 НЭОМАП ЛЯП ОИЯИ
Результаты измерений за разные сеансы, а также результат с учетом данных эксперимента E821 в BNL. ©Muon g-2 collaboration
Экспериментальная установка Muon g-2.
©Ryan Postel, Fermilab
Наши публикации
