Maggio 8, 2021

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Gli scienziati dicono: quali mostri potrebbero nascondersi lì?

Vent’anni dopo, è stata riscontrata la conferma della ricerca condotta nel 2001 che una piccola particella subatomica potrebbe mettere in discussione la migliore teoria degli scienziati su come funziona la fisica, intitolata The Standard Model.

Al Fermilab del Dipartimento dell’Energia di Batavia, Illinois, gli scienziati hanno inviato un fascio di muoni in un enorme anello di stoccaggio largo 50 piedi controllato da magneti superconduttori. I muoni sono circa 200 volte più grandi degli elettroni e si verificano quando i raggi cosmici colpiscono l’atmosfera terrestre.

Un muone sembra avere un magnete oscillante interno, noto anche come “fronti”, come l’asse di un vertice che sta ruotando. La velocità di preparazione è determinata dalla forza del magnete interno virtuale. I muoni che orbitano all’interno dell’anello di accumulo sono in contatto con una schiuma quantistica di particelle subatomiche che appaiono e scompaiono, rallentando o accelerando. Questo è chiamato “momento magnetico”, che “è rappresentato nelle equazioni da un fattore chiamato g”, come New York Times spiegato.

Il modello standard deve essere in grado di prevedere con precisione il “momento magnetico”, ma se ci sono forze o particelle aggiuntive in agguato all’interno della schiuma quantistica che il modello standard non è in grado di spiegare, il fattore muone G sarà influenzato.

“Il precedente esperimento presso il Brookhaven National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, che si è concluso nel 2001, ha fornito suggerimenti che il comportamento dei muoni è incoerente con il modello standard. La nuova misurazione dell’esperimento Muon g-2 nel Fermilab è strettamente allineata con il valore trovato a Brookhaven e differisce dalla teoria con la misurazione più accurata mai realizzata ” Fermilab inserzionista.

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Nel 2006, Il risultato finale La ricerca del 2001 è stata annunciata al Brookhaven National Laboratory e le previsioni del modello standard erano incoerenti. Come spiega Jennifer Owlet di Ars Technica:

Il momento del magnete misurato in muone è arrivato a un valore inferiore. La cosa più interessante è che si è ritenuto che questo risultato avesse un effetto di 3,7 sigma. (Potenza del segnale È determinato In base al numero di deviazioni statistiche standard, o cigs, dallo sfondo atteso nei dati, risultando in un chiaro “bump”. Questa scala viene spesso paragonata a una moneta che si ferma sulla faccia più lanci consecutivi. Il punteggio Triple Sigma è un forte suggerimento. Il gold standard per rivendicare una scoperta è un Risultato cinque sigma, Può essere paragonato al lancio di 21 teste di fila, per esempio).

“Tuttavia, i risultati di tre sigma sembrano che, sebbene sconcertanti, appaiono sempre nella fisica delle particelle e il più delle volte scompaiono non appena vengono aggiunti più dati alla miscela. Quindi Fermilab ha rianimato il Muon g- 2 sperimentare nella speranza di confermare o smentire questa contraddizione una volta per tutte “.

Gli ultimi risultati corrispondevano strettamente a quelli di Brookhaven: “Se li prendiamo insieme, aumenta la significatività statistica a 4,2 sigma – oscilla solo al limite della soglia richiesta per il rilevamento”, ha sottolineato Owett, aggiungendo: “Ciò significa che c’è 1 in 40.000 possibilità che ciò sia dovuto. A fluttuazioni statistiche “.

Chris Polly, un fisico del Fermi National Accelerator Laboratory che è stato uno studente laureato a Brookhaven e ha studiato questo problema per decenni, ha dichiarato: “Questo è il momento dell’atterraggio del lander su Marte. … 20 anni dopo la fine del l’esperimento di Brookhaven, è con piacere che possiamo finalmente essere in grado di risolvere questo mistero “. “Abbiamo analizzato finora meno del 6% dei dati che l’esperimento alla fine raccoglierà. Sebbene questi primi risultati ci dicano che c’è un’interessante differenza con il modello standard, impareremo di più nei prossimi due anni, ” Ha aggiunto.

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“Questa è una forte prova che i muoni sono sensibili a qualcosa che non rientra nelle nostre migliori teorie”, ha detto Renee Fatimi, una fisica dell’Università del Kentucky.

Polly notò un grafico che mostrava uno spazio bianco in cui gli ultimi risultati differivano dal modello standard, e poi disse: “Possiamo dire con una certezza abbastanza elevata che deve esserci qualcosa che contribuisce a questo spazio bianco. Quali mostri potrebbero essere in agguato lì?”

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