МОСКВА, 30 января. /ТАСС/. Российские и зарубежные физики впервые получили точные данные о ключевых элементах энергетической структуры экзотических атомов, состоящих из нестабильных частиц антимюонов и электронов. Эти сведения помогут ученым приступить к масштабным поискам "новой физики" в свойствах мюонов, сообщила в понедельник пресс-служба Физического института РАН (ФИАН).
"Российские и зарубежные исследователи точно измерили частоту переходов между энергетическими подуровнями, а также лэмбовский сдвиг и расщепление одного из энергических уровней в мюонии - экзотическом атоме, состоящем из мюона и электрона. Эта работа поможет ученым в поисках отклонений от главной теории физики частиц, Стандартной модели", - говорится в сообщении.
За последние два десятилетия физики обнаружили множество намеков на существование "новой физики" за пределами Стандартной модели в поведении ряда элементарных частиц. Одной из самых первых и известных аномалий такого рода стал необычный характер "намагниченности" мюона, тяжелого собрата электрона. Предположительно, эти частицы взаимодействуют с магнитными полями не так, как на это указывают Стандартная модель и теоретические расчеты, построенные на базе замеров магнитных характеристик электронов.
Первые намеки на подобные расхождения были открыты свыше двух десятилетий назад, когда опыты на ускорителе AGS, установленном в американской Брукхевенской национальной лаборатории, указали на то, что мюоны вращаются в магнитном поле быстрее, чем это предсказывает теория. Последующие 20 лет физики потратили на перепроверку результатов этих замеров на других ускорительных установках.
Поиски "новой физики"
Недавно, как отмечает группа российских и зарубежных физиков под руководством Паоло Кривелли, профессора Федерального технологического института в Цюрихе (Швейцария), исследователи получили на установке Muon g-2 новые подтверждения того, что эти аномалии существуют, однако пока нельзя однозначно сказать, что они порождаются некими формами "новой физики". Для этого ученым необходимо точно измерить массу мюона, а также изучить характер его взаимодействий с электронами.
Профессор Кривелли и его коллеги сделали большой шаг к получению подобных сведений в рамках опытов, которые они проводили при помощи мощного источника мюонов и антимюонов SMuS, установленного в швейцарском Институте Пола Шеррера в Виллигене. Используя эту установку, ученые получили большое число экзотических "атомов", состоящих из положительно заряженных антимюонов и отрицательно заряженных электронов.
Используя эти короткоживущие искусственные "атомы", исследователи измерили то, как меняются энергетические свойства электрона при его переходе между энергетическими подуровнями 2S и 2P, а также измерили так называемый лэмбовский сдвиг и то, как расщепляется 2S-уровень в данных экзотических структурах. Все эти сведения, как объясняют физики, отражают то, как устроены мюоны и антимюоны и какой массой они обладают.
Полученные исследователями данные повысили точность замеров этих свойств мюонов и антимюонов, однако пока, как отметил старший научный сотрудник ФИАН Артем Головизин, их не хватает для полноценных поисков "новой физики" в аномальных свойствах этих тяжелых частиц. Дальнейшие опыты с антимюонными "атомами", как надеются ученые, позволят им получить эти данные уже в ближайшее время.
