Физики усомнились в наличии аномалий в поведении частиц, возникающих в пустоте вакуума

МОСКВА, 22 апреля. /ТАСС/. Физики-теоретики впервые максимально точно определили то, как виртуальные частицы, непрерывно возникающие в пустоте вакуума, влияют на поведение мюонов, тяжелых элементарных частиц. Результаты этих расчетов совпали с последними замерами магнитных свойств мюонов, что исключило влияние неизвестных сил природы на взаимодействия этих частиц, сообщила пресс-служба американского Университета штата Пенсильвания (PSU).

"Данное открытие в определенной мере заставляет меня ощущать грусть. Когда мы начинали эти расчеты, мы думали, что у нас получится создать надежный и точный эталон для поисков новой пятой силы природы. В реальности, мы показали, что этой силы не существует и получили пока самые точные подтверждения и Стандартной модели физики частиц, и квантовой теории поля, на которой построена вся физика частиц", - заявил профессор PSU Золтан Фодор, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют ученые, физики уже много десятилетий ищут следы существования неизвестных сил природы в поведении некоторых элементарных частиц. Одна из самых известных аномалий такого рода была обнаружена в магнитных свойствах мюона, аналога электрона, превосходящего его по массе в две сотни раз. Эти частицы предположительно взаимодействуют с магнитными полями не так, как на это указывают расчеты, построенные на базе замеров магнитных характеристик электронов.

Свидетельства в пользу этого были обнаружены в рамках сразу нескольких экспериментов с мюонами, однако недавно физики начали сомневаться в корректности теоретических расчетов, указывающих на сам факт существования данной аномалии. Сомнения ученых были связаны с тем, что эти предположения были построены на недостаточно точных оценках того, как на магнитные характеристики мюонов влияет так называемая поляризация вакуума.

Поиски пятой силы природы

Так физики называют особый феномен, связанный с тем, что пустота вакуума и все точки окружающего нас пространства заполнены множеством непрерывно рождающихся и исчезающих пар кварков и антикварков, простейших субатомных частиц. Это "море" виртуальных частиц взаимодействует с мюонами путем сильных ядерных взаимодействий, что нужно учитывать при поиске аномалий при замерах магнитных свойств этих аналогов электронов.

Ученым удалось почти удвоить точность оценок влияния поляризации вакуума на магнитные свойства мюонов при помощи серии суперкомпьютерных вычислений и практических экспериментов, на реализацию которых у ученых ушло более десяти лет. Когда ученые добавили уточненные ими значения в теоретические оценки магнитных свойств мюонов, результаты расчетов полностью совпали с результатами недавнего эксперимента Muon g-2.

"Мы не обнаружили пятую силу природы, но нам удалось получить очень точное и пока самое лучшее подтверждение квантовой теории, которая описывает все важнейшие фундаментальные процессы в природе. Тем не менее, данное открытие не означает, что мы полностью исключили существование этой гипотетической пятой силы, просто теперь поле для ее поисков значительным образом сузилось", - подытожил профессор Фодор.