คุณสมบัติทางแม่เหล็กลึกลับของอนุภาคย่อยที่เรียกว่ามิวออนเว็บสล็อตแตกง่าย (muons) บ่งชี้ว่าอนุภาคพื้นฐานใหม่อาจซ่อนตัวอยู่โดยไม่มีใครค้นพบในการทดลองที่แม่นยำอย่างละเอียดถี่ถ้วน การหมุนรอบของมิวออนในสนามแม่เหล็กดูเหมือนจะขัดต่อการคาดการณ์ของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค ซึ่งอธิบายอนุภาคและแรงพื้นฐานที่รู้จัก ผลที่ได้ทำให้หลักฐานก่อนหน้านี้แข็งแกร่งขึ้นว่ามิวออน ซึ่งเป็นญาติของอิเล็กตรอนหนัก มีพฤติกรรมอย่างไม่คาดคิด
“มันเป็นเรื่องใหญ่มาก” นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Bhupal Dev
จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กล่าว “นี่อาจเป็นสัญญาณที่รอคอยมานานของฟิสิกส์ใหม่ที่เราหวังไว้”
พฤติกรรมที่ไม่เหมาะสมของ Muons อาจชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของอนุภาคชนิดใหม่ที่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแม่เหล็กของมิวออน Muons มีลักษณะเหมือนแม่เหล็กขนาดเล็ก ซึ่งแต่ละอันมีขั้วเหนือและใต้ ความแรงของแม่เหล็กนั้นถูกปรับแต่งโดยอนุภาคควอนตัมชั่วคราวที่พุ่งเข้าและออกจากการดำรงอยู่อย่างต่อเนื่อง โดยปรับสนามแม่เหล็กของมิวออนด้วยปริมาณที่เรียกว่าความผิดปกติทางแม่เหล็กของมิวออน นักฟิสิกส์สามารถทำนายค่าของความผิดปกติทางแม่เหล็กได้โดยพิจารณาจากการมีส่วนร่วมของอนุภาคที่รู้จักทั้งหมด หากมีอนุภาคพื้นฐานใด ๆ ซ่อนอยู่ ผลกระทบเพิ่มเติมต่อความผิดปกติของสนามแม่เหล็กอาจทำให้พวกมันหายไปได้
มิวออนและอิเล็กตรอนมีความคล้ายคลึงกันในครอบครัว แต่มิวออนมีมวลประมาณ 200 เท่า นั่นทำให้มิวออนไวต่อผลกระทบของอนุภาคหนักตามสมมุติฐานมากขึ้น Aida El-Khadra จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign กล่าวว่า “ชนิดของมิวออนได้รับความนิยมอย่างมาก
ในการวัดความละเอียดอ่อนทางแม่เหล็กของมิวออน นักฟิสิกส์
ได้โยนอนุภาคนับพันล้านรอบแม่เหล็กรูปโดนัท ขนาดใหญ่ ของการทดลอง Muon g−2 ที่ Fermilab ในเมืองบาตาเวีย รัฐอิลลินอยส์ ( SN: 9/19/18 ) ภายในแม่เหล็กนั้น ทิศทางของขั้วแม่เหล็กของมิวออนสั่นคลอนหรือหยุดนิ่ง นักฟิสิกส์รายงานในวันที่ 7 เมษายนในการสัมมนาเสมือนจริงและในบทความที่ตีพิมพ์ในPhysical Review Letters ที่ น่าสังเกตคือ อัตราของ precession นั้นแตกต่างเล็กน้อยจากการคาดการณ์ของแบบจำลองมาตรฐาน
“นี่เป็นการทดลองที่ซับซ้อนจริงๆ” Tsutomu Mibe จาก KEK High Energy Accelerator Research Organization ในญี่ปุ่นกล่าว “นี่เป็นงานที่ยอดเยี่ยม”
เพื่อหลีกเลี่ยงความลำเอียง ทีมงานจึงทำงานภายใต้ความลับที่กำหนดโดยตนเอง โดยซ่อนหมายเลขสุดท้ายจากตนเองขณะวิเคราะห์ข้อมูล นักฟิสิกส์ Meghna Bhattacharya จากมหาวิทยาลัยมิสซิสซิปปี้ในอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าวว่าในขณะที่คำตอบถูกเปิดเผยในที่สุด “ฉันมีอาการขนลุก” นักวิจัยพบความผิดปกติทางแม่เหล็กของมิวออนที่ 0.00116592040 ซึ่งแม่นยำภายใน 46 ล้านเปอร์เซ็นต์ การทำนายตามทฤษฎีจะตรึงตัวเลขไว้ที่ 0.00116591810 ความแตกต่างดังกล่าว “บ่งบอกถึงฟิสิกส์ใหม่” Bhattacharya กล่าว
การวัดประเภทนี้ก่อนหน้านี้จากการทดลองที่เสร็จสิ้นในปี 2544 ที่ Brookhaven National Laboratory ในเมืองอัพตัน รัฐนิวยอร์กดูเหมือนจะไม่เห็นด้วยกับการคาดการณ์ทางทฤษฎี ( SN: 2/15/01 ) เมื่อผลลัพธ์ใหม่รวมกับความคลาดเคลื่อนก่อนหน้านี้ การวัดจะแตกต่างจากการคาดการณ์โดยการวัดทางสถิติที่ 4.2 ซิกมา ซึ่งใกล้เคียงกับเกณฑ์มาตรฐานห้าซิกมาทั่วไปสำหรับการอ้างสิทธิ์การค้นพบ Carlos Wagner นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า “เราต้องรอข้อมูลเพิ่มเติมจากการทดลอง Fermilab ก่อนจึงจะมั่นใจว่านี่เป็นการค้นพบที่แท้จริง แต่ก็น่าสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ
ความลึกลับของมูน
การวัดใหม่ (สีแดง) ของความผิดปกติทางแม่เหล็กของมิวออนเห็นด้วยกับการวัดก่อนหน้านี้ (สีน้ำเงิน) การวัดเฉลี่ย (สีม่วง) และการทำนายทางทฤษฎี (สีเขียว) ไม่เห็นด้วยโดยการวัดทางสถิติที่ 4.2 ซิกมา ซึ่งบ่งชี้ว่าผลกระทบทางฟิสิกส์ที่ไม่รู้จักกำลังเกิดขึ้น ความขัดแย้งห้าซิกมาถือว่าเพียงพอที่จะอ้างสิทธิ์การค้นพบ
B. ABI ET AL/PRL 2021
ตามฟิสิกส์ควอนตัม มิวออนจะปล่อยและดูดซับอนุภาคอย่างต่อเนื่องด้วยความบ้าคลั่งที่ทำให้การคำนวณทางทฤษฎีของความผิดปกติทางแม่เหล็กซับซ้อนมาก ทีมนักฟิสิกส์ระดับนานาชาติมากกว่า 170 คน นำโดย El-Khadra ได้สรุปการคาดการณ์เชิงทฤษฎีในเดือนธันวาคม 2020 ในPhysics Reports
นักฟิสิกส์หลายคนเชื่อว่าการทำนายตามทฤษฎีนี้มั่นคง และไม่น่าจะขยับเขยื้อนด้วยการตรวจสอบเพิ่มเติม แต่การอภิปรายบางอย่างยังคงอยู่ การใช้เทคนิคการคำนวณที่เรียกว่า lattice QCD สำหรับส่วนที่ยากเป็นพิเศษของการคำนวณ ให้ค่าประมาณที่ใกล้เคียงกับค่าที่วัดได้จากการทดลองนักฟิสิกส์ Zoltan Fodor และเพื่อนร่วมงานรายงานในวันที่ 7 เมษายนในNature หากการคำนวณของ Fodor และเพื่อนร่วมงานถูกต้อง “อาจเปลี่ยนวิธีที่เราเห็นการทดลอง” Fodor จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนียกล่าว อาจทำให้อธิบายผลการทดลองได้ง่ายขึ้นด้วยแบบจำลองมาตรฐาน แต่เขาตั้งข้อสังเกตว่าการคาดคะเนเว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
