Учёные говорят об аргументах в пользу обнаружения новой силы природы +35


AliExpress RU&CIS

Исследователи из лаборатории «Фермилаб» утверждают, что им, вероятно, удалось обнаружить пятую силу природы, неизвестную науке. К такому выводу они пришли в результате эксперимента «Мюон g-2», который показал, что элементарные частицы, называемые мюонами, ведут себя не так, как предполагает ведущая теория физики — Стандартная модель.

Взаимодействие объектов и частиц делится на четыре категории — электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное — и определяется четырьмя фундаментальными силами природы. Команда физиков в рамках эксперимента «Мюон g-2», который проходил в лаборатории города Батавия, считают, что они могли обнаружить новую, пятую силу.

В ходе эксперимента ученые исследовали взаимодействие мюона с окружающим магнитным полем. Мюон, помещенный в магнитное поле, должен был вращаться с определенной точной частотой, которую предсказывала Стандартная модель. Однако команда ученых установила, что вращение частицы происходит быстрее, чем прогнозировалось, что свидетельствует о неполном понимании физики и намекает на присутствие дополнительных частиц или скрытых сил. Пока неизвестно, на что, кроме мюонов, может влиять эта сила.

«Мы обнаружили, что взаимодействие мюонов идет вразрез со Стандартной моделью, — рассказал профессор Марк Ланкастер из Манчестерского университета, руководитель эксперимента g-2 в Великобритании. — Очевидно, что мы в восторге. Этот эксперимент открывает будущее с новыми законами физики, новыми частицами и  невиданными до сих пор силами».

Результаты эксперимента пока не позволяют однозначно утверждать о совершении открытия: есть один шанс из 40 тысяч того, что это статистическая погрешность. Для  того, чтобы открытие было признано, погрешность не должна превышать одного шанса на 3,5 млн.

Тем не менее, как добавил профессор Ланкастер, команда ученых уже анализирует новые данные, которые значительно улучшат точность измерения.

Эксперимент «Мюон g-2» представляет собой международное сотрудничество между «Фермилаб» и десятками лабораторий и университетов в семи странах, включая Великобританию. Этот эксперимент стал одним из последних экспериментов по физике части, включая исследования на Большом адронном коллайдере. Его результат, уверены авторы исследования, может свидетельствовать о том, что ученые находятся на пороге новой эры физики.




Комментарии (53):

  1. rsashka
    /#22912064 / -11

    А вдруг, что это зафиксировали влияние торсионного поля?
    Вот прикол будет, ведь его же относят к «псевдонаучным», а тут бац и экспериментальное подтверждение его наличия :-)

    • Old_Chroft
      /#22912086 / +13

      Ну или смеха ради назовут новое взаимодействие «торсионным полем» и посадят всех торсионщиков в лужу.

      • Ru6aKa
        /#22912368 / +2

        Эфирщики были раньше, чем торсионщики (:

      • ZuOverture
        /#22912432 / +2

        Набрёл на торсионное поле, отведал спелых торсионов.

      • shaggyone
        /#22912696

        Скорее уж торсионщики примажутся, мол, они давно про это говорили. И пофиг, что без мат-аппарата.

        • kAIST
          /#22912726 / +1

          Там не только без мат аппарата, но и без каких либо доказательств или экспериментов вообще.

          • shaggyone
            /#22912822

            Ключевая мысль была, что если использовать знакомый термин, то примажутся. Как к Y-хромосомному Адаму и митохондриальной Еве.

      • x67
        /#22913064

        Скорее торсионщики начнут говорить, что они все знали, а наука только дошла до этого. Хотя это просто игра слов. Надеюсь, новую силу назовут иначе

      • fwiffo
        /#22932020

        А потом торсионщики будут ссылаться на этот эксперимент в качестве подтверждения своих «теорий». Да, в серьёзных кругах не прокатит, но заработать на этом наверняка можно было бы.

  2. mentin
    /#22912090 / +7

    Интрига еще больше. Одна группа экспериментаторов измерила что-то, достаточно сильно не укладывающееся в предсказания стандартной модели, о чем и написала обсуждаемую статью. Но! одновременно и независимо другая группа теоретиков посчитала эти предсказания новым способом и якобы точнее, и у них оказалось что стандартная модель предсказывает именно то что первые намеряли. Интрига!


    Вот тут про обе статьи хорошо.
    https://www.quantamagazine.org/muon-g-2-experiment-at-fermilab-finds-hint-of-new-particles-20210407/

    • kompilainenn2
      /#22912178 / -4

      И одни и вторые хотят больше денег на дальнейшие исследования?

  3. fedorro
    /#22912146 / -1

    Темная материя в коллайдер залетела :-)

    • maxzhurkin
      /#22912692

      Тогда уж энергия

      • AlexSpirit
        /#22912894

        Так E=mc(квадрат) говорят нам, что по большому счёту нет никакой разницы.

    • caffeinum
      /#22913330

      Которую недавно тоже кажется опровергли:

      Вычисления с учетом гравитомагнетизма могут убрать необходимость в «тёмной материи»

      Модели вращающихся галактик, построенные на общей теории относительности, могут использовать гравитомагнетизм, чтоб объяснить явления тёмной материи.

      Factoring in gravitomagnetism could do away with dark matter
      Models of galactic rotation curves built of a general relativistic framework could use gravitomagnetism to explain the effects of dark matter

      www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210304145458.htm

      Обсуждение более понятными словами тут: twitter.com/robinhanson/status/1369827599938170885

  4. vanxant
    /#22912210 / +34

    Хабр уже проехал стадию репостов с вкашечки и пикабушечки. Теперь у нас пересказы британских таблоидов.

    Эксперимент «Мюон g-2» представляет собой международное сотрудничество между «Фермилаб» и десятками лабораторий и университетов в семи странах, включая Великобританию.

    Ещё там участвуют люди из Дубны и Энска, которые в принципе есть даже тут на хабре. И которым редактор хабра мог бы, ну, не знаю, написать в телеге или там позвонить. Но кому это интересно?

    Теперь кратенько по пунктам.
    1. Нет, открытия нет, до «5 сигм» далеко, пока всего 3.3, т.е. есть статистические аномалии, с которыми нужно разобраться.
    2. Речь о том, что некоторый параметр (магнитный момент) мюона в эксперименте несколько отличается от предсказанного расчётом на базе теории. Чтобы вы понимали, разница в где-то в 8-9 знаке.
    3. Скорее всего, ошибка в расчёте. Также вероятно, что есть систематическая ошибка в эксперименте.
    4. К «базовому теоретическому значению» есть поправки на взаимодействие с парами виртуальных частиц, которые спонтанно рождаются из «квантовой пены» на очень ограниченное время. Если ошибка не в расчёте, то результат эксперимента очень косвенно может указывать на существование неизвестных частиц. Скорее всего, пары.
    5. И уж совсем маловероятно, что эти новые частицы относятся к какому-то новому «пятому» взаимодействию. Мы более-менее разобрались с двумя из четырёх пока что. Это уж совсем какая-то сова-глобусоглотательница получается.

    • justhabrauser
      /#22912340 / -4

      Во многих организациях получка 10-го (смотрим дату публикации этой статьи).
      Многие работники во время получки получают 3.141593 внушение и рекомендации писать больше букв.
      При чем здесь истина?

      • maxzhurkin
        /#22912698

        … и они за 5 секунд забабахивают «открытие», ага

    • apoluekt
      /#22912440 / +2

      Как «человек из Энска», хотя и бывший, разделяю ваши сомнения. Хотя в физике частиц сейчас появляется осторожный оптимизм в связи с разными аномалиями, которые начинают проявляться то тут, то там. В принципе, аномалии появлялись всегда (и потом «рассасывались»), но сейчас картина, похоже, складывается более интересная, так как все отклонения последних лет можно описать одними и теми же моделями.

      «5 сигм» это порог условный, тут важно, что Фермилаб подтвердил измерение BNL (у тех было 3.7 сигма в ту же сторону), так что можно предположить, что это не связано с пресловутым «loose cable». Хотя сам магнит накопителя мюонов они взяли старый, все остальное сделано независимо с нуля.

      Насчет ошибки в расчетах — вполне возможно. Тут надо сказать, что в пределах Стандартной Модели расчет g-2 аналитически не делается в принципе, и поправки, связанные с рождением виртуальных кварков, вносятся с помошью пересчета экспериментальных данных (кстати, здесь большой вклад дают данные e+e- машин из Новосибирского ИЯФа). Но тут есть еще альтернативный подход — вычисления на решетках на суперкомпьютере («новый способ», про который пишет mentin). Он пока дает хуже точность, и к нему много вопросов, но вроде бы поправка, которую он дает, лучше согласуется с экспериментом. Возможно, после разбирательства вся интрига и пропадет, но я бы больше доверял старому «data-driven» подходу (в вычислениях на решетках много разных вольных допущений).

      Насчет «пятого» взаимодействия — имеется в виду, что все аномалии последних лет (g-2, R(K), R(D*) и т.д.) можно объяснить добавлением в Стандартную Модель дополнительных переносчиков взаимодействий: дополнительных электрослабых бозонов (W', Z') или, например, лептокварка (бозона, который связывается одновременно с лептоном и кварком). Это более правдоподобная модель, чем, скажем, новое поколение кварков или лептонов.

    • Color
      /#22913050

      … и не выиграл а проиграл

    • mithdradates
      /#22914460

      +, меня удивило отсутствие каких-либо технических деталей в новости. В частности, важным является упомянутое Вами "… до «5 сигм» далеко, пока всего 3.3, т.е. есть статистические аномалии, с которыми нужно разобраться". Пока еще рано говорить о каком-либо открытии.

  5. beeruser
    /#22912390 / +2

    Кто-то просто микроволновку в подсобке включил.

    • Am0ralist
      /#22913636

      Да не, просто недалеко в гаражах у какого-нибудь деда есть старый, проверенный временем холодильник для пивка.

        • DrPass
          /#22914456

          Меня в той истории другое заинтересовало: что это за демонический ламповый телевизор такой, который способен прожить более полстолетия при ежедневной эксплуатации? Там у всех ламп раз пять должен был ресурс закончиться, а всё остальное начать сыпаться ещё во времена реформ Маргарет Тэтчер.

          • hw_store
            /#22916098

            Вот вы все смеётесь, а у меня микроволновка в квартире действительно блокирует вайфай.
            Притом это далеко не первая микроволновка в моей жизни, но блокирует только эта.

            • DrPass
              /#22916126

              Вот формула этого явления как раз вполне очевидна:
              Магнетрон на 2.4 ГГц + корпус с некачественным экранированием, пропускающий излучение = помехи для вайфая, работающего тоже на 2.4 ГГц.
              Я, если честно, на вашем месте отдал бы эту микроволновку кому-нибудь, кого вы очень не любите. Ну или хотя бы измерил уровень ЭМИ вокруг неё, чтобы понимать, отдавать прямо сейчас, или можно подождать какой-то время.

              • hw_store
                /#22917052

                В Вашем комментарии сквозит упрощённо-бытовой подход к представлению об устройстве микроволновки и о свойствах её ЭМИ, подробности по запросу.

                • DrPass
                  /#22918840

                  Да я и не претендую на должность гуру микроволнового излучения, но если честно, не вижу тут места для высоких материй и хитрых формул. В моём понимании, микроволновка — не более чем металлическая коробка с отверстием с одной стороны, куда вставлен магнетрон, излучающий микроволны с частотой 2.4 ГГц, которые хорошо поглощаются водой. Если я что-то важное упустил, расскажите.

                  • hw_store
                    /#22919014

                    ну какбе 2,45ГГц — это длина волны примерно 12,5 см, т.е. для проникновения излучения сквозь корпус и дверцу нужно, чтобы щель между экранирующими деталями конструкции была хотя бы порядка трёх сантиметров… в дверце металлическая сетка с шагом ~3мм
                    … и это придумали ещё в 70-х годах прошлого века

                    • DrPass
                      /#22919434

                      А, так это и я знаю, что сетка не пропускает волну, если её ячейки менее 1/10 длины волны. Но узкая и в то же время длинная щель — вполне себе пропускает. Чудес же не бывает, если ваш агрегат глушит вайфай, то не святым же духом он это делает.

                      • /#22932032

                        Возможно что-то передаётся по проводам или как-то иначе. Я ставил эксперимент по экранировке некоторых 433МГц и 2.4ГГц устройств обмоткой многими слоями фольги, закрытием в несколько кастрюль. И сигнал сохранялся даже без провода питания наружу.

  6. datt
    /#22912392 / -3

    Нашли таки эффект массы? Или когда?

  7. kloppspb
    /#22912522 / -3

    удалось обнаружить пятую силу природы, неизвестную науке

    Наверное, я что-то пропустил в этой жизни. Но можно узнать про первые четыре? Ну, и про «силу природы» в принципе.

    • DrPass
      /#22912534 / +3

      Электромагнитное, гравитационное, слабое, сильное взаимодействия. Это, в общем-то, в школьном курсе физики рассказывают.

      • vitalijs
        /#22912774

        Помнить школьную физику. Вот ещё:)
        /sarcasm off

      • toxicdream
        /#22912910

        Я бы в поисковик отправил…
        Даже по наивному запросу «силы природы» вываливается вполне релевантная выдача.

        • RiseOfDeath
          /#22913216 / +2

          Даже по наивному запросу «силы природы» вываливается вполне релевантная выдача.

          Вы не забывайте что выдача поисковиков адаптивна, вполне возможно что какому-нибудь индивиду, возможно даже этому, выдаст ролик про «силу Земли».

          • dolovar
            /#22913282

            Взял редко используемый браузер, в инкогнито-режиме открыл вкладку, вбил силы природы — первая страница сплошь заполнена ссылками на какой-то фильм.
            Вероятно, еще и от поисковика зависит.

            • sumanai
              /#22913566

              Взял редко используемый браузер, в инкогнито-режиме открыл вкладку

              А Google вас всё равно затрекал.

              • dolovar
                /#22913612

                Более вероятно то, что Гугл не заморачивается разнообразием.
                Если отлично подходит фильм, то вот тебе разные ресурсы про фильм на всю страницу.
                Яндекс тоже выдал фильм на первом месте, но дальше обильно разбавил выдачу и физикой, и даже какими-то семенами.

      • xsevenbeta
        /#22913754

        А вы хорошо помните школьный курс физики? Или у вас работа с этим связана?
        Стыдно, но я малую часть помню, основы и общие концепции. Сейчас вот догоняю помаленьку, почитываю.

        • DrPass
          /#22914434

          Выборочно помню, всё-таки четверть века прошла с тех пор, как закончил. Впрочем, физика мне была интересна, поэтому там достаточно много в голове отложилось.

  8. yarkov
    /#22912646

    Это случайно не та самая "сила земли", что человеку от огурца передаётся?

  9. NeoCode
    /#22912940

    Я вот думаю — а что считать фундаментальным взаимодействием? Есть например вот такие эффекты
    Гравитомагнетизм
    Обменное взаимодействие
    Поле Хиггса
    которые или относятся косвенным образом к существующим взаимодейтвиям, или вовсе фундаментальными не считаются.

    А мюон вообще интересная частица — тем, что она не участвует в ядерных взаимодействиях и является как-бы аналогом электрона, но более тяжелым. В этом смысле эксперименты с мюонами могут быть более «чистыми», так как по идее в них задействовано только электрослабое взаимодействие. И время жизни у него относительно больше — 2 микросекунды, что на фоне например частот современных процессоров весьма немало.

  10. v1000
    /#22912978

    свидетельствует о неполном понимании физики и намекает на присутствие дополнительных частиц или скрытых сил

    либо о неполном понимании физики существующих частиц или известных сил

  11. /#22913292

    Этот эксперимент открывает будущее с новыми законами физики, новыми частицами и невиданными до сих пор силами

    А также новыми бомбами, снарядами и испепеляющими всё лучами!
    Mors ultima ratio

  12. kuzzov
    /#22932022

    Конечно вопрос об открытии новой силы достаточно спорный. Тем не менее, хочу поделится некоторыми мыслями на этот счет.

    Взаимодействия, описанные в Стандартной модели соответствуют определенным уровням унитарной симметрии: электромагнитное – унитарной группе U(1), слабое – специальной унитарной группе SU(2), сильное — SU(3).
    Поэтому можно предположить, что новое взаимодействие будет соответствовать специальной унитарной группе SU(4).

    А влиять на аномальный магнитный момент мюона новые частицы могут, например, посредством обмена Z бозоном.

    Подробнее здесь.

  13. ViktorAPT
    /#22932026

    Физику надо вернуть на нормальный путь развития