Что такое мюоны и для чего
Спросите Итана №90: Мюоны, относительность и новый рекорд
Кажется, что прошлое остаётся таким, каким мы его оставляем, а настоящее постоянно движется; оно окружает тебя нестабильностью.
— Том Стоппард
Каждое естественное явление, наблюдавшееся нами во всей Вселенной, состоит из одних и тех же частиц: протонов, нейтронов и электронов, вместе с фотонами. По крайней мере, обычно так считается, но вместе с ними в деле участвует огромное количество нейтрино, антинейтрино, сверхмассивное количество тёмной материи, а также, набор нестабильных высокоэнергетических частиц. Одна из них, мюон, стала темой очень интересного вопроса от пользователя MegaN00B:
Недавно в вашем блоге вы упомянули, что космические лучи, входя в атмосферу, порождают частицы (мне кажется, мюоны), и то, как относительность помогает мюонам пройти дальше, чем они могли бы, поскольку они должны распадаться до того, как достигнут поверхности.
А как бы выглядел этот путь с точки зрения мюона?
Начнём сначала, и расскажем вам про мюоны.
Практически всё, что нам известно – атомы, молекулы, планеты, звёзды, туманности, галактики – создано из нескольких известных фундаментальных частиц: фотонов, электронов, глюонов, а также кварков, составляющих протоны и нейтроны. Ещё есть нейтрино и антинейтрино, редко взаимодействующие с материей, а также тёмная материя, о чьём присутствии мы знаем лишь благодаря гравитации. Всё остальное, что можно создать, все остальные фундаментальные частицы ужасно нестабильны, то есть, распадаются со временем на что-нибудь более лёгкое и стабильное.
Из всех этих нестабильных частиц мюон ближе всех находится к стабильным, так как проживает «долгую» жизнь длиною в среднем в 2,2 микросекунды, что на порядки дольше, чем живут остальные. Мюон — будто двоюродный брат электрона, только потяжелее, но обладает теми же свойствами:
• лептонное число,
• электрический заряд,
• спин,
• магнитный момент,
за исключением того, что он в 206 раз тяжелее, и после того, как его квантовая судьба решена, он распадается на электрон и два нейтрино.
Странно то, что если вы вытяните руку параллельно Земле, каждую секунду через неё будет проходить один мюон. Эти мюоны рождаются в верхней части атмосферы, в которую постоянно врезаются высокоэнергетические частицы, также известные, как космические лучи. Это в основном протоны, но очень высоких энергий: они так сильно врезаются в атомы, что это вызывает широкие атмосферные ливни частиц – возникновение пар материи/антиматерии, а также тяжёлых нестабильных частиц вроде пионов, которые также могут распадаться (например, на те же мюоны).
Однако же я говорю о том, что эти частицы создаются в верхней части атмосферы, примерно в 100 км от Земли, или в 100 000 метров! С нашей точки зрения, мюон не должен долететь до земли. Однако всё спасает Эйнштейн – чем ближе к скорости света двигаются объекты, тем медленнее идут их часы.
С нашей точки зрения, мюон, движущийся с 99,9995% от скорости света, будет испытывать течение времени, замедленное в 1000 раз по сравнению с покоящимся мюоном. Так что вместо пути в 660 метров он может пролететь 660 километров до того, как распадётся. Эта разница для мюонов со средним временем жизни в 2,2 мкс означает, что вместо одного шанса из 10 66 достичь вас (такой шанс был бы у них без всякого замедления времени) они получают 86% шанс это сделать.
И как бы это выглядело со стороны мюона? С его точки зрения время течёт нормально, он появился в верхних слоях атмосферы и спустился до земли. Но «до земли» для него значит совсем не то же самое, что для нас!
Мюон ощущает, что его время течёт нормально, но весь мир движется ему навстречу со скоростью в 99,9995% от световой. Кроме замедления времени мюон видит эффекты сокращения длины, то есть дистанция в 100 км, которую ему нужно пройти, кажется ему в 1000 раз меньшей, то есть, как 100 метров. И у него есть 86% шанс дойти до земли до того, как он распадётся, даже если считать с его точки зрения.
Осознание всего этого приводит нас к искушению: если, разгоняя мюон почти до скорости света, мы удлиняем время его жизни, возможно, мы можем использовать это для создания идеального ускорителя частиц!
Обычно в ускорителях/коллайдерах мы используем стабильную частицу (или античастицу), вроде электрона, позитрона, протона, антипротона. При помощи электрического поля мы ускоряем частицу, а при помощи магнитного – искривляем её путь. Кольцо имеет большую важность, так как одну и ту же «трассу» можно использовать многократно, разгоняя частицу до всё более высоких энергий и до скоростей, отличающихся от световой гораздо меньше, чем на один километр в секунду.
Но тут есть проблема. Мы бы хотели достичь таких же энергий, какие доступны на БАК, на электрон-позитронных коллайдерах. Когда в БАК сталкиваются два протона, энергия столкновения распределяется не только между всеми тремя кварками в каждом протоне, но и между всеми глюонами глубоко внутри. Вы не только теряете почти всю энергию, которую с таким трудом набирали, вы ещё получаете кучу «мусора», поскольку все эти кварки с глюонами создают полный хаос в детекторе.
Но на электрон-позитронных коллайдерах физически невозможно достичь таких же энергий, как на протонных. Тот же самый тоннель длиной в 27 км, что сейчас работает в БАК, раньше использовался в Большом электрон-позитронном коллайдере. Но тогда как на БАК можно достичь энергий в 13 ТэВ, или 13 000 000 000 000 эВ, на БЭПК можно было достичь энергий в 114 ГэВ, или 114 000 000 000 эВ. Откуда разница в сто раз? Не из-за размера кольца (они идентичны), не из-за силы магнитов (если бы в прошлом были сегодняшние магниты, ничего бы не поменялось), но из-за того, что заряженные частицы ускоряются, изгибая свою траекторию в магнитном поле, и излучают.
Этот эффект известен, как синхротронное излучение, и он заставляет заряженные частицы терять энергию обратно пропорционально четвёртой степени массы. Это значит, что электрон, весящий в 1836 раз меньше протона, теряет энергию в 10 13 раз быстрее! А жаль, ибо если бы мы могли сталкивать электроны и позитроны на тех же энергиях, что и адроны, мы могли бы точнее измерять более высокие энергии центров масс и получать лучшие данные в детекторе.
Но если бы мы смогли воспользоваться замедлением времени у мюонов, мы бы могли построить мюонный коллайдер, поскольку в 206 раз больший, чем у электрона, вес позволит нам терять в два миллиарда раз меньше энергии, чем теряет электрон после каждого прохода по кольцу.
Пока существует препятствия, которые необходимо преодолеть для постройки мюонного коллайдера, но если мы сможем свести мюоны (и антимюоны) в параллельный пучок и запустить их в кольцо ускорителя с достаточной начальной скоростью, мы сможем разогнать их до 99,999% скорости света, столкнуть их и открыть ещё более удивительные факты о Вселенной – включая высокоточную физику и распад таких частиц, как бозон Хиггса и верхний кварк.
Рабочая весенняя конференция по программе создания мюонного ускорителя в Фермилаб только что (май 2015) закончилась. Вверху вы видите прототип радиомодуля на 201 МГц MICE, ускоряющего мюоны на 11 МэВ на каждый метр длины, одновременно уменьшающий боковую скорость, что необходимо для сохранения параллельности пучка. Эта техника известна под названием ионизационного охлаждения, отсюда и аббревиатура: эксперимент по ионизационному охлаждению мюонов [Muon Ionization Cooling Experiment, MICE].
Концепция мюонного коллайдера
Когда-то это была несбыточная мечта, а критики утверждали, что время жизни мюона всегда будет слишком большим ограничением. Теперь же мюонный ускоритель вполне может стать тем самым ускорителем, который откроет новые границы Вселенной, выйдя за возможности БАК. И та же самая физика – физика СТО, удлинения времени и сокращения длины – позволяющая космическим мюонам достичь поверхности Земли, сделает возможным и новый ускоритель! (Слайды доклада нобелевского лауреата Карло Руббиа по проекту создания «хиггсовской фабрики» на основе мюонов).
Спасибо за прекрасный вопрос и предлог исследовать удивительные горизонты, которые когда-нибудь позволят нам сделать прыжок от научной фантастики до реальности. Присылайте мне ваши вопросы и предложения для следующих статей.
Колебание крошечной частицы нарушает известные законы физики
Вот и наступил долгожданный момент – на этой неделе ученые объявили о существовании неизвестных для науки элементарных частиц и взаимодействий между ними, которые жизненно необходимы для природы и эволюции космоса. Наши постоянные читатели наверняка знают, что в последнее время число свидетельств того, что крошечная субатомная частица, похоже, не подчиняется известным законам физики, растет. Новое открытие, по мнению ученых, открывает дверь в неизвестность в нашем понимании Вселенной. Как пишет в своем Twitter американский физик-теоретик Митио Каку, полученные результаты свидетельствуют о том, что мюон (его обнаружили в космических лучах) и электрон – которые должны быть идентичны – по-видимому, обладают разными свойствами. Это может являться свидетельством существования некой «высшей теории физики, включающей новые частицы, и одновременно быть подтверждением теории струн». Но не все ученые с ним согласны, так как чтобы подтвердить полученные в Fermilab результаты, потребуются годы исследований.
Мюонное кольцо g-2 в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Fermilab, США), работает при температуре минус 450 градусов по Фаренгейту и изучает колебания мюонов при прохождении через магнитное поле.
Прощай, Стандартная модель?
О том, что новое открытие, вероятно, является важнейшим для современной физики, пишут все мировые СМИ. Еще бы – эксперименты с частицами, известными как мюоны, показывают, что существуют неизвестные науке формы материи и энергии. Несмотря на поразительный успех в объяснении фундаментальных частиц и сил, составляющих Вселенную, описание Стандартной модели остается прискорбно неполным.
Во-первых, она не учитывает гравитацию и точно так же молчит о природе темной материи, темной энергии и масс нейтрино. Чтобы объяснить эти явления и многое другое, ученые искали Новую физику (физику за пределами Стандартной модели), исследуя аномалии, в которых экспериментальные результаты расходятся с теоретическими предсказаниями.
Что такое Мюон
Мюон – это неустойчивая элементарная частица с отрицательным зарядом, похожая на электрон, но гораздо тяжелее. Является неотъемлемым элементом космоса. Исследователи отмечают, что эти фундаментальные частицы представляют собой крошечные вращающиеся вокруг собственной оси магниты.
Исследователи Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Fermilab, США) в ходе эксперимента Muon g-2 хотели получить точные измерения колебания магнитных мюонов при прохождении через магнитное поле. Если экспериментальное значение магнитного момента этих частиц отличается от теоретического предсказания – аномалия – это отклонение может быть признаком новой физики, в которой на мюон влияет тонкая и неизвестная частица или сила.
«Это наш момент посадки марсохода», – сказал Крис Полли, физик из Национальной ускорительной лаборатории Ферми, где проводятся исследования в интервью The New York Times.
Недавно обновленное экспериментальное значение для мюонов, опубликованное в Physical Review Letters, отклоняется от теории лишь на ничтожную величину (0,00000000251) и имеет статистическую значимость 4,2 сигма (для полной уверенности ученым нужно достичь показателя в 5 сигма). Но даже это крошечное количество может сильно изменить направление физики элементарных частиц.
Как пишет Scientific American, при такой статистической значимости сигмы исследователи пока не могут сказать, что совершили открытие. Но доказательства существования новой физики в мюонах – в сочетании с аномалиями, недавно наблюдавшимися в эксперименте Большого адронного коллайдера Beauty (LHCb) в ЦЕРН близ Женевы – впечатляют и раззадоривают ученых. Подробнее об этом открытии читайте в нашем материале.
Как физики обнаружили аномалию
Представьте себе каждый мюон в виде крошечных аналоговых часов. По мере того как частица вращается вокруг магнита, ее часовая стрелка вращается со скоростью, предсказанной Стандартной моделью. Когда время мюона истекает, он распадается на позитрон, который испускается в направлении часовой стрелки. Но если эта стрелка поворачивается со скоростью, отличной от теоретической – скажем, слишком быстро – распад позитрона в конечном итоге будет направлен в несколько ином направлении. (В этой аналогии часовая стрелка соответствует спину мюона – квантовому свойству, определяющему направление распада мюона.) Обнаружьте достаточно отклоняющихся позитронов, и вы получите аномалию.
Когда мюон путешествует в пространстве, это пространство на самом деле представляет собой шипящий и роящийся суп из бесконечного числа виртуальных частиц, которые могут появляться и исчезать.
Кольцо хранения частиц мюона g-2 в здании MC-1 в Fermilab.
Однако то, что эта аномалия подразумевает, неоднозначно. Возможно, что-то не учитывается Стандартной моделью, и это может быть разница между электронами и мюонами. Или же подобный эффект может наблюдаться в электронах, которые в настоящее время слишком малы, чтобы их можно было увидеть. Напомним, что масса частицы связана с тем, насколько она может взаимодействовать с более тяжелыми неизвестными частицами, поэтому мюоны, масса которых примерно в 200 раз больше массы электронов, гораздо более чувствительны.
Ученые также сообщили, что вероятность того, что полученные измерения могут быть случайностью равняются одному из 40 000. Это значительно меньше золотого стандарта, необходимого для официального открытия по стандартам физики, а результаты, полученные исследователями, составляют лишь 6 процентов от общего объема данных, которые мюонный эксперимент, как ожидается, соберет в ближайшие годы.
Новая физика
Сенсационное открытие исследователей из Fermilab является важным звеном в нашем понимании того, что может лежать за пределами Стандартной модели, но у теоретиков, которые ищут новую физику, нет бесконечного пространства для исследования. Любая теория, которая пытается объяснить результаты мюонного эксперимента, должна также учитывать отсутствие новых частиц, в ходе исследований на БАК в ЦЕРН.
Осмотр мюонного кольца g-2 в 2013 году.
Интересно, что в некоторых из предложенных на сегодняшний день теорий Вселенная содержит несколько типов бозонов Хиггса, а не только тот, который включен в Стандартную модель. Другие теории ссылаются на экзотические «лептокварки», которые вызывают новые виды взаимодействий между мюонами и другими частицами. Но поскольку многие из простейших версий этих теорий уже были исключены, физикам «приходится мыслить нетрадиционными способами», – пишет National Geographic.
Однако как и Fermilab, эксперимент LHCb нуждается в большем количестве данных, прежде чем заявить о новом открытии. Но даже сейчас сочетание этих двух результатов не дает физикам спать спокойно.
Следующий шаг в этом направлении исследований – повторить полученные результаты. Выводы Fermilab основаны на первом запуске эксперимента, который закончился в середине 2018 года. В настоящее время команда анализирует данные двух дополнительных запусков. Если эти данные будут похожи на данные полученные в ходе первого запуска, их может быть достаточно, чтобы сделать аномалию полномасштабным открытием к концу 2023 года.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!
Физики также приступили к внимательному изучению предсказаний Стандартной модели, особенно в тех ее местах, которые, как известно, трудно вычислить. Новые суперкомпьютеры также должны помочь в этом нелегком деле, но все же потребуются годы, чтобы просеять эти тонкие различия и увидеть, как они влияют на охоту за новой физикой.
Физик-теоретик Митио Каку поделился своими мыслями о последних открытиях в своем Twitter.
Также нельзя не отметить реакцию на последние открытия известных физиков-теоретиков в Twitter. Митио Каку, например, считает, что полученные результаты также могут являться подтверждением теории струн. О том, как теория струн стала одной из величайших надежд теоретической физики, а потом пришла в долгосрочный упадок, мы рассказывали в этой статье. Рекомендую к прочтению.
Физики открыли пятую силу природы. Главное об эксперименте с мюоном g-2
Ученые обнаружили признаки существования пятой силы природы. В этом им помог эксперимент с мюоном g-2 — он показал отклонение от Стандартной модели. Рассказываем, что это такое, о какой новой силе идет речь и что стоит за новым открытием.
Читайте «Хайтек» в
С чего все началось?
Ученые из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) и Национальной ускорительной лаборатории Ферми вместе с сотрудниками из 46 других учреждений и семи стран проводят эксперимент, чтобы проверить наше нынешнее понимание Вселенной. Первый результат указывает на существование неоткрытых частиц или сил. Эта новая физика может помочь объяснить давние научные загадки, что приведет к новому пониманию нашей Вселенной и разработке новых технологий.
Представители проекта Muon g-2 («Мюон джи минус два») огласили первые результаты измерений магнитных свойств мюонов. Проект Muon g-2 — продолжение эксперимента, который начался в 90-х годах в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США, когда ученые измерили магнитное свойство фундаментальной частицы, называемой мюоном. Эксперимент в Брукхейвене дал результат, который отличался от значения, предсказанного Стандартной моделью, лучшим описанием учеными структуры и поведения Вселенной. Новый эксперимент представляет собой воссоздание эксперимента Брукхейвена, созданный для того, чтобы оспорить или подтвердить несоответствие с более высокой точностью.
Недавно ученые выяснили, что в поведении мюонов есть почти неоспоримые следы «новой физики» — то есть явлений, которые не описывает основная теория физики элементарных частиц — так называемая Стандартная модель. Об этом рассказал официальный представитель проекта Крис Полли, выступая на онлайн-брифинге для журналистов.
«Мы 20 лет ожидали этого результата. Он критически важен для понимания того, что именно было причиной расхождения в измерениях 20-летней давности и предсказаниях Стандартной модели. Мы удвоили точность измерений и не нашли ничего, что противоречило бы прошлым результатам. Это дает большие надежды на открытие „новой физики“ в поведении мюонов», — рассказал ученый.
Два разных эксперимента с мюонами (в США и Европе) в итоге показали неожиданные результаты. Мюоны вели себя не так, как от них ожидали, за пределами Стандартной модели. Это может поменять представление ученых о том, как вообще все работает во Вселенной.
Опубликованные в 2021 году предварительные результаты экспериментов в ЦЕРНеи на объекте лаборатории Ферми в США бросают вызов представлениям физиков о Вселенной.
Что такое «новая физика»?
Стандартная модель — общепринятая на данный момент теоретическая конструкция, описывающая взаимодействие всех элементарных частиц во Вселенной. Свод правил, называемый Стандартной моделью, был разработан около 50 лет назад. Эксперименты, проводившиеся на протяжении десятилетий, снова и снова подтверждали, что его описания частиц и сил, которые составляют и управляют Вселенной, в значительной степени верны. До настоящего времени.
Теории, которые лежат за пределами Стандартной модели, включают в себя различные расширения Стандартной модели через суперсимметрию, такие, как Минимальная суперсимметричная стандартная модель и Следующая за минимальной суперсимметричная стандартная модель, либо совершенно новые объяснения, такие как теория струн, M-теория и дополнительные измерения. Поскольку эти теории, как правило, полностью согласуются с текущими наблюдаемыми явлениями или не доведены до состояния конкретных предсказаний, вопрос о том, какая теория является правильной (или по крайней мере «лучшим шагом» к Теории всего), может быть решен только с помощью экспериментов. В настоящее время это одна из наиболее активных областей исследований как в теоретической, так и в экспериментальной физике.
Стандартная модель очень точно предсказывает g-фактор мюона — значение, которое говорит ученым, как эта частица ведет себя в магнитном поле. Этот g-фактор, как известно, близок к значению два, и эксперименты измеряют его отклонение от двух, отсюда и название Muon g-2.
Эксперимент в Брукхейвене показал, что g-2 отличается от теоретического предсказания на несколько частей на миллион. Эта крохотная разница намекала на существование неизвестных взаимодействий между мюоном и магнитным полем — взаимодействий, которые могут включать новые частицы или силы.
К чему приведут новые открытия? Частицы, выходящие за рамки Стандартной модели, могут помочь объяснить загадочные явления, как природа темной материи, загадочной и широко распространенной субстанции, о существовании которой физики знают, но её еще предстоит обнаружить.
А что такое мюоны?
Вся наша Вселенная построена из частиц размером меньше атома. Некоторые из этих частиц состоят из еще более мелких частиц, другие уже не дробятся. Это и есть элементарные частицы.
Мюоны как раз и являются такими элементарными частицами: они похожи на электроны, только в 200 раз тяжелее.
В ходе эксперимента Muon g-2 частицы разгонялись по 14-метровому кольцу в циркулярном коллайдере под воздействием мощного магнитного поля.
Согласно известным законам физики, это должно было приводить к колебанию мюонов с определенной частотой. Однако физики обнаружили, что частота их колебаний оказалась выше предполагаемой. По их мнению, это может свидетельствовать о действии силы, ранее не известной науке.
Никто не знает точно, что еще, кроме воздействия на мюон, подвластно этой новой силе. Иными словами, поведение мюонов выходило за рамки того, что знают ученые. Физики задумались, а не причастна ли тут какая-то еще неизвестная, пятая сила?
О какой пятой силе идет речь?
Вся наша жизнь подчинена законам физики. Все эти силы, с которыми мы имеем дело каждый день, можно свести к четырем фундаментальным категориям взаимодействий: электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное.
Четыре фундаментальных силы определяют взаимодействие всех объектов и частиц во Вселенной. К примеру, сила тяжести, она же гравитация, заставляет объекты падать на землю и не позволяет отрываться от нее без приложения другой силы.
Но, как утверждает международная команда физиков, в ходе исследований в рамках эксперимента Muon g-2, проводившихся в лаборатории городка Батавия рядом с Чикаго, они, возможно, обнаружили новую, пятую силу природы.
«Мы обнаружили, что взаимодействие мюонов не согласуется со Стандартной моделью, — рассказал в интервью «Би-би-си» руководитель эксперимента с британской стороны профессор Марк Ланкастер. — Понятно, что мы все в восторге, потому что это открывает будущее с новыми законами физики, новыми частицами и новыми, невиданными до сих пор силами».
Теоретики полагают, что она может быть каким-то образом связана с еще не открытой субатомной частицей.
Насчет этой гипотетической частицы есть сразу несколько предположений. Это может быть так называемый лептокварк (частица, переносящая информацию между кварками и лептонами) или Z-бозон (который сам для себя служит античастицей).
Эксперимент был поставлен в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (Фермилаб) в городе Батавия, штат Иллинойс, с целью изучения поведения субатомной частицы под названием мюон.
Два экспермента изменят наше понимание мира
Еще в прошлом месяце физики, проводившие эксперимент на Большом адронном коллайдере в Европе, отмечали, что полученные результаты могут свидетельствовать о наличии новой частицы и силы.
Долгое время в ЦЕРНе физики сталкивали протоны друг с другом, чтобы посмотреть, что произойдет после. Один из экспериментов измеряет, что происходит при столкновении частиц, называемых красными или нижними кварками.
Стандартная модель предсказывает, что эти крушения красивых кварков должны приводить к равному количеству электронов и мюонов. «Это похоже на подбрасывание монеты 1 000 раз и получение примерно равного количества орлов и решек», — сказал руководитель экспериментов по красоте на Большом адронном коллайдере Крис Паркс.
Но этого не произошло.
Исследователи внимательно изучили данные за несколько лет и несколько тысяч аварий и обнаружили разницу в 15%. При этом электронов значительно больше, чем мюонов, сказал исследователь эксперимента Шелдон Стоун из Университета Сиракьюса.
Что в итоге?
Первый результат нового эксперимента полностью согласуется с результатами Брукхейвена, что усиливает свидетельство того, что предстоит открыть новую физику. Объединенные результаты Фермилаба и Брукхейвена показывают отличие от Стандартной модели при значении 4,2 сигмы (или стандартных отклонений), что немного меньше, чем 5 сигм, которые необходимы ученым, чтобы заявить об открытии, но все же убедительное свидетельство новой физики. Вероятность того, что результаты являются статистическими колебаниями, составляет примерно 1 из 40 000. И все же данные заставили физиков во всем мире задуматься, верно ли наше понимание мира. Такого не было со времен открытия бозона Хиггса, часто называемого «частицей Бога».
Британский Совет по научно-техническому оборудованию уже объявил, что результаты экспериментов в США дают весомые подтверждения существованию доселе неизвестной субатомной частицы или новой силы.
По словам исследователей, повторное проведение экспериментов — запланированное в обоих случаях — через год или два позволит достичь невероятно строгих статистических требований, предъявляемых физиками к открытию.
Если результаты подтвердятся, они перевернут «все остальные вычисления», сделанные в мире физики элементарных частиц.
«Могут быть возобновлены усилия по поиску мюонов на Большом адронном коллайдере в поисках возможных намеков на новую физику, лежащую в основе значения g-2, — сказал Карлос Вагнер, физик-теоретик из Аргоннской HEP, который пытается объяснить эти явления. — Также может возобновиться интерес к созданию мюонного коллайдера, который может предоставить прямой способ проверки этой новой физики».
Как только ученые овладеют этой новой физикой, она сможет дать информацию космологическим и квантово-механическим моделям или даже помочь ученым изобрести новые технологии в будущем — возможно, следующую термоусадочную пленку.
В последние годы ученые столкнулись со множеством загадок Вселенной, и доказанное наличие новой силы очень помогло бы в их разгадке.
M-теория — современная физическая теория, созданная с целью объединения фундаментальных взаимодействий. В качестве базового объекта используется так называемая «брана» (многомерная мембрана) — протяжённый двухмерный или с большим числом измерений (n-брана) объект.
В середине 1990-х Эдвард Виттен и другие физики-теоретики обнаружили веские доказательства того, что различные суперструнные теории представляют собой различные предельные случаи неразработанной пока 11-мерной М-теории. Это открытие ознаменовало вторую суперструнную революцию.
В физике элементарных частиц нарушение CP-инвариантности — это нарушение комбинированной чётности (CP-симметрии), то есть неинвариантность законов физики относительно операции зеркального отражения с одновременной заменой всех частиц на античастицы.
Нейтринные осцилляции — превращения нейтрино в нейтрино другого сорта, или же в антинейтрино. Теория предсказывает наличие закона периодического изменения вероятности обнаружения частицы определённого сорта в зависимости от прошедшего с момента создания частицы собственного времени
Барионная асимметрия Вселенной — наблюдаемое преобладание в видимой части Вселенной вещества над антивеществом.