doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.161802
Credibilidade: 999
#Múon
A Colaboração Muon g-2 é um grande grupo de pesquisadores de diferentes institutos em todo o mundo que colaboram no experimento Muon g-2. Este é um esforço de pesquisa que visa explorar as interações de múons, partículas de vida curta que são essencialmente elétrons pesados, usando poderosos aceleradores do Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab).
A Colaboração Muon g-2 relatou recentemente uma nova medição da chamada anomalia magnética do múon positivo, com base nos dados coletados no Fermilab entre 2019 e 2020. Esta medição é consistente com suas medições anteriores, ao mesmo tempo que reduz o erro em mais de um fator de 2 devido à melhoria das condições experimentais.
As descobertas são publicadas na revista Physical Review Letters.
“O artigo PRL é o próximo passo em nosso objetivo de medir a anomalia magnética do múon com uma precisão de 140 partes por bilhão”, disse Andrew Edmonds, professor assistente do York College, City University New York e parte da Colaboração Muon g-2. disse ao Phys.org. “Ele se baseia em nosso resultado anterior divulgado em 2021, que tinha uma precisão de 460 partes por bilhão, e este resultado tem uma precisão de 200 partes por bilhão. Para referência, medir a Estátua da Liberdade com 200 partes por bilhão é o equivalente a medir para 0,2 milésimos de polegada.”
A anomalia magnética do múon é um valor que representa o momento magnético anômalo dos múons. Até agora, tem havido discrepâncias entre as medições reais deste valor e as previsões teóricas.
As diferenças relatadas entre os valores teóricos e medidos podem ser o resultado de um acaso estatístico, em vez de uma física atualmente inexplicável fora do Modelo Padrão. Ao coletar medições cada vez mais precisas, no entanto, Edmonds e seus colegas esperam obter mais clareza sobre esta questão. Se o resultado permanecer o mesmo com uma precisão cada vez maior, isso poderá confirmar que as discrepâncias relatadas são o resultado da física além do Modelo Padrão.
“Fazemos esta medição armazenando múons em um anel de armazenamento magnético altamente uniforme com diâmetro de 14 m”, explicou Edmonds. “Os múons giram ao redor do anel e eventualmente decaem em um pósitron (ou seja, um elétron com carga positiva). Os pósitrons não são armazenados e, portanto, atingem nossos detectores no interior do anel. Contamos o número de pósitrons que acerte os detectores e veja uma oscilação no número de pósitrons.”
Para derivar a anomalia magnética do múon, a Colaboração Muon g-2 combina, em última análise, a frequência registrada da oscilação no número de pósitrons com uma medição altamente precisa do campo magnético. A medição apresentada em seu artigo recente é a mais precisa até o momento, pois as condições experimentais foram melhoradas, juntamente com a estabilidade dos feixes de partículas.
“Nossa nova medição é consistente com medições anteriores”, disse Edmonds. “Isso nos deixa mais confiantes de que estamos medindo o valor correto e estamos cada vez mais perto de poder confirmar se a diferença é ou não um acaso estatístico”.
Este artigo recente da Colaboração Muon g-2 é mais um passo para confirmar que a anomalia magnética do múon positivo é influenciada por processos físicos fora do Modelo Padrão. Os pesquisadores estão agora analisando seu conjunto final de dados, que incluirá todos os dados coletados ao longo dos seis anos em que os aceleradores de partículas funcionaram no Fermilab.
“O conjunto de dados final contém 4 vezes mais dados do que nas nossas duas medições anteriores e, portanto, a nossa precisão deve cair para metade, e podemos atingir o nosso objetivo de 140 partes por bilhões”, disse Edmonds. “Enquanto isso, os teóricos vão atualizar seu valor teórico da anomalia magnética do múon e, portanto, devemos ter um confronto final entre a medição experimental e a previsão teórica em 2025 para confirmar se a diferença é ou não um acaso estatístico ou causada pela física. além do Modelo Padrão.”
Publicado em 21/11/2023 01h05
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