Теперь ты живешь в Чикаго. Что лучше: Нью-Йорк или Техас?
Все говорят, что на юге очень жарко, он полон расизма, но я испытала агрессию, когда переехала на север. Это было очень интересно. Я испытала необычные ощущения. Я искала людей, с которыми мне было бы комфортно, подрабатывала в розничном магазине одежды. Там была группа, состоящая из женщин, многие из которых были цветными, и это очень сильно помогало мне не чувствовать себя изолированной, непохожей на других. Чикаго лучше. Здесь более разнообразно.
Нейтрино и мюоны. Похоже, мы снова в том научно-фантастическом телешоу, которое ты раньше смотрела?
И то, и другое - субатомные частицы. Мюон - более тяжелый брат электрона. Электрон - это другая субатомная частица, и мы знаем об этом, потому что это то, что проходит вокруг ядра атома. Когда у вас есть движущиеся электроны, вы получаете ток - электричество, которое питает все вокруг нас. Мюон тяжелее, и через 2.2 микросекунды он распадается на электрон. Чтобы изучить мюон, мы помещаем миллионы и миллионы из них в магнитное кольцо диаметром 50 футов, где они двигаются и вращаются. Изучая движения мюона, мы можем исследовать еще не открытую физику.
Ты работаешь над мюонным экспериментом g-2. Можете рассказать об этом?
Мюонный g-2 способен пересмотреть понимание строительных блоков Вселенной. Мы, физики частиц, объединяем наши знания об этих строительных блоках в теорию, называемую Стандартной моделью. Эксперимент Muon g-2 имеет потенциал поднять завесу вселенной и указать нам на ее секреты.
Когда я начала работать над этим экспериментом, я не понимала, что делают ученые, и думала, что они просто добавляют несколько десятичных точек к экспериментальному измерению, которое они проводили раньше. Но потом я понял, что чем точнее измерение, тем экзотичнее физика, которую мы можем исследовать.
Эта работа имеет значение для пересмотра того, как мы понимаем Стандартную модель физики частиц. Мы знаем строительные блоки, из которых состоят атомы, которые затем составляют все остальное вокруг нас. Кварки составляют нейтроны и протоны внутри ядра, а электрон вращается вокруг него. Эти строительные блоки находятся в первом поколении материи. В Стандартной модели физических элементов есть еще два поколения, но мы пока не понимаем почему и есть ли они еще.
Если вы посмотрите на фундаментальные силы в Стандартной модели, то "слабая сила" - это то, как нейтрино взаимодействуют с тем, что вокруг них, а "сильная сила" держит ядро связанным. Эти силы несут частицы - W и Z-бозоны для слабой силы и глюон для сильной силы. Одной из фундаментальных сил, не учтенных в стандартной модели, является гравитация, которая, как мы знаем, окружает нас. Но по каким-то причинам, основываясь на том, что мы знаем сейчас, такая теория для квантовой гравитационной силы не сработала, и гравитационная сила, несущая частицы (конусная гравитация), еще не обнаружена.
Физика дает возможность изучить то, что еще никто не видел.
Что необходимо для изучения фундаментальных сил?
Мы проверяем все это с помощью детекторов физики частиц и ускорителей. Все эти теории очень шаткие. Мы знаем, что чего-то не хватает и чем ближе мы подбираемся к ответу на один вопрос, тем больше вопросов возникает. Компания, в которой я работаю строит новое поколение детекторов. Среди вопросов, на которые мы пытаемся ответить, выяснить, есть ли четвёртый нейтрино. Это приоритетная задача в наши дни.
Виртуальные частицы появляются и исчезают в вакууме. Мы знаем, какие из них должны появляться и когда, и что это изменит систему движения мюонов, которые передвигаются как вращающаяся вершина в магнитном поле. Когда мы измеряем это вращение, или прецессию, с очень высокой точностью, мы видим, что мюоны меняются неожиданным образом. Если это произойдет, значит, только что появилась частица, о которой мы не знаем. Это целое открытие. Это потрясающе.