فيزيائيون يضعون النقطة الأخيرة في قياس ارتجاف الميون المغناطيسي — الجسيم الذي لا يتبع قواعد الكتاب المدرسي.
📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.
في حلقة هائلة من المغناطيسات تحت شيكاغو، دارت الميونات مثل متزلجين على الجليد. لكن بدلًا من الموسيقى، كان هناك مجال مغناطيسي، وبدلًا من الدوران، كان هناك تمايل خفيف في اللف المغزلي. يسمي الفيزيائيون هذا التمايل «العزم المغناطيسي الشاذ». ببساطة، الميون — وهو قريب ثقيل للإلكترون — «يرتجف» قليلًا في المجال المغناطيسي.
تجربة Muon g-2 في فيرميلاب قامت بقياس هذا الارتجاف بدقة غير مسبوقة — حتى 124 جزءًا من المليار. هذا المستوى من الحساسية يشبه وزن طائرة مع ملاحظة ذبابة هبطت على جناحها. النتيجة: النظرية والممارسة تتباعدان. الفجوة بينهما — كما لو كانت في الساعة اليوم أطول بثانية واحدة.
يعيش الميون فقط 2.2 ميكروثانية، لكنه خلال هذا الوقت ينجح في الدوران حول حلقة قطرها 14 مترًا 400 مرة.
ماذا يعني هذا؟ ربما يكون الارتجاف ناتجًا عن جسيمات أو قوى لم تُؤخذ في الحسبان. على سبيل المثال، فوتونات مظلمة أو جسيمات أكسيون. هذه مجرد تخمينات في الوقت الحالي، لكن النتيجة النهائية للتجربة — صعبة المنال على المنظرين. إنها لا تصرخ باكتشاف، لكنها تهمس بإصرار: «هناك شيء ما هنا».
المغناطيس في التجربة مستقر لدرجة أن مجاله لم يتغير بأكثر من جزء من المليار في الساعة.
الآن ينتقل الدور إلى المنظرين. عليهم إما أن يجدوا خطأ في الحسابات أو يعترفوا: النموذج القياسي ليس الكلمة الأخيرة. الحلقة في فيرميلاب أُغلقت، لكن قصة الارتجاف المغناطيسي بدأت للتو.
This report details the final measurement of the muon magnetic anomaly, $$a_{\mu}=(g_{\mu}-2)/2$$, by the Muon $$g-2$$ experiment at Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), using positive muons collected from 2021 to 2023. The value of $$a_{\mu}$$ is determined from the ratio of the anomalous spin precession frequency to the shielded proton precession frequency in the muon storage ring magnetic field, combined with external constants known at the 22 ppb level. The new dataset, containing over $$2.5$$ times the statistics of our previous results, yields $$a_{\mu}=116\,592\,0710(162)\times 10^{-12}$$ (139 ppb), or $$a_{\mu}=116\,592\,0705(148)\times 10^{-12}$$ (127 ppb) when combined with our previous results. The new experimental world average, dominated by the measurements at FNAL, is $$a_{\mu}^{\text{Exp}}=116\,592\,0715(145)\times 10^{-12}$$ (124 ppb).
