Аномальные магнитные моменты электрона и мюона как детекторы Новой физики ✎ экспресс

Электрон и его более тяжёлый родственник — мюон — ведут себя как крошечные магниты. Их магнитный момент в специальных единицах чуть превышает двойку, и эта «избыточная доля» называется аномальным магнитным моментом. Она рождается из непрерывного кипения квантового вакуума: пары частиц и античастиц на мгновение возникают и исчезают, создавая рябь, которая и даёт вклад в магнетизм. У мюона, обладающего большей массой, этот аномальный избыток выражен сильнее, поэтому он острее чувствует возможное влияние неизвестных частиц или сил — того, что называют Новой физикой.

Исследователи нашли хитрый способ объединить измерения аномальных магнитных моментов электрона и мюона так, чтобы главные помехи — вклады от сильных взаимодействий, склеивающих ядра атомов, — взаимно вычитались. Это похоже на настройку радиоприёмника: когда из одного сигнала вычитают другой, общий шум уходит, и проступает чистый сигнал далёкой слабой станции. В результате неопределённость, связанная с сильными взаимодействиями, падает на 85%, и остаток, если он отличен от нуля, может указать на новые частицы или силы.

Однако для реализации метода требуется ювелирная точность измерения аномального магнитного момента электрона. Экспериментаторы уже работают над этим. Начало таким исследованиям положил Джулиан Швингер в 1948 году, впервые теоретически рассчитав аномальный магнитный момент электрона, и с тех пор точность измерений взлетела в миллионы раз.