В ІЯФ СО РАН вимірено важливі параметри мюонів, необхідні для пошуку явищ, що виходять за рамки сучасної теорії мікроміру.
Один із способів перевірки сучасної теорії мікроміру «Стандартної моделі» - надточний вимір величини так званого аномального магнітного моменту мюону, важкого побратима електрону. Аномальним називають магнітний момент елементарної частинки, що відхиляється від значення, передбачуваного квантовою механікою.
Аномальний магнітний момент мюона - унікальна і дуже важлива величина в сучасній фізиці. Його можна дуже точно розрахувати за рівняннями Стандартної моделі і виміряти експериментально. Наявність істотної різниці між цими значеннями буде свідчити про існування Нової фізики за рамками Стандартної моделі. Її виявлення - заповітна мрія багатьох фізиків. На даний момент розбіжності є, що вселяє деякий оптимізм, але вони недостатньо великі, щоб надійно зробити висновок. Потрібні більш точні експерименти.
Величина аномального магнітного моменту мюону була вимірена в експерименті Національної прискорювальної лабораторії ім. Енріко Фермі (Фермілаб, США). Новосибірські дослідники з Інституту ядерної фізики ім.Г.І. Будкера СО РАН (ІЯФ СО РАН) зосередилися на вимірювання параметрів, необхідних для дуже точного розрахунку аномального магнітного моменту мюону.
Його величина складається з суми електромагнітних, слабких і сильних взаємодій. Внесок перших двох зараз може бути розрахований теоретично з високою точністю за допомогою квантової електродинаміки і теорії слабких взаємодій. А ось для сильних адронних взаємодій теорія працює погано, поки їх не вдається розрахувати теоретично з достатньою точністю. Ось тут і потрібні вимірювання новосибірців.
Адронний внесок в аномальний магнітний момент мюону можна вивчити при експериментальному дослідженні народження адронів в електрон-позитронній анігіляції (взаємному зникненні частинки і античастинки з подальшим народженням нових частинок). А зараз в ІЯФ СО РАН працюють відразу два коллайдера на зустрічних електрон-позитронних пучках - ВЭПП-4 (енергія до 6 ГЕВ) і ВЭПП-2000 (енергія до 1 ГЕВ).
На ВЭПП-2000 за допомогою двох сучасних детекторів, КМД-3 і СНД, фізики вивчають адронні реакції від порогу народження до максимальної енергії в 2 ГЕВ. На даний момент цей коллайдер не має конкурентів за рівнем продуктивності (світності) у світі. Його створювали саме для експериментального вимірювання всіх адронних станів, народжених в електрон-позитронних зіткненнях.
В експерименті на детекторі КЕДР колайдера ВЭПП-4М дослідники ІЯФ з кращою в світі точністю виміряли найважливішу характеристику реакції народження адронів - її переріз в області енергії 1,84 - 3,72 ГЕВ. Про це вони повідомили в журналі Physics Letters B.
А на електрон-позитронному колайдері ВЭПП-2000 експериментатори вперше виміряли переріз процесу електрон-позитронної анігіляції в сім пі-мезонів (шість заряджених пі-мезонів і один нейтральний пі-мезон). Це теж дасть свій, нехай невеликий внесок у теоретичний розрахунок. Про це вони також розповіли в журналі Physics Letters B.
Це досягнення стало можливим завдяки тому, що фахівці ІЯФ нещодавно провели комплексну модернізацію Інжекційного комплексу ВЭПП-5, що забезпечує електронами і позитронами обидва колайдери: ВЭПП-4 і ВЭПП-2000. У результаті продуктивність інжекційного комплексу зросла на порядок, з 8 * 108 до 1010 позитронів в секунду, що зменшило час накопичення необхідної кількості позитронів, а значить, підвищило ефективність роботи коллайдерів. Адже для того, щоб мати хорошу продуктивність коллайдерів, потрібно у великих кількостях і швидко виробляти електрони і позитрони.
За матеріалами ІЯФ СО РАН.