Работа опубликована на сайте препринтов arXiv и стала результатом международного эксперимента Muon g-2, завершившегося в Фермилабе, США. Исследователи уточнили одно из самых тонких измерений в физике — магнитный момент мюона, частицы, похожей на электрон, но в 200 раз тяжелее. С 2006 года ученые наблюдали расхождение между теоретическими расчетами и экспериментальными данными. Это различие считалось возможным свидетельством существования новой физики — явлений, не описываемых Стандартной моделью, современной теорией элементарных частиц.
Для нового эксперимента гигантский электромагнит был перевезен по воде из Нью-Йорка в Чикаго, где в Фермилабе создали обновленную установку. В 2025 году эксперимент завершился. Новый результат оказался точнее предыдущего в 4,4 раза и совпал с расчетами, выполненными методом суперкомпьютерного моделирования сильного ядерного взаимодействия, фундаментального взаимодействия между кварками и глюонами.
Этот метод, примененный международной группой Будапешт-Марсель-Вупперталь, дал значения, устранившие расхождение между теорией и экспериментом. Но возникло новое противоречие — с измерениями столкновений электронов и позитронов, антиматериальных аналогов. Эти данные остаются загадкой. Чтобы устранить возможные предвзятости, симуляции проводились вслепую, с неизвестным множителем. Финальный результат совпал с экспериментом, но не с прежними данными.
Так исчез ли намек на новую физику? Похоже, да. Но не исключено, что за расхождением стоит гипотетическая частица — т.н. «темный фотон», потенциальный посредник между обычной и темной материей. Новая физика пока не найдена, но загадка остается.
Интересно, что поиск темной материи не ограничивается частицами и мюонами — ученые предлагают заглянуть в «память» древних черных дыр, которые могут хранить ключ к самым ранним эпохам Вселенной. Об этом и о том, как гравитационные волны могут помочь в этой задаче, вы можете узнать в этой статье.