ათწლეულების განმავლობაში ფიზიკოსები მიუონის, ელექტრონის მსგავსი, თუმცა 200-ჯერ მძიმე სუბატომური ნაწილაკის შესწავლით იყვნენ დაკავებულნი. ამ ნაწილაკის მაგნიტურ ქცევაში დაფიქსირებულმა უთანხმოებამ მეცნიერებს იმედი ჩაუსახა, რომ ისინი სამყაროს ახალ, „მეხუთე ფუნდამენტურ ძალას“ აღმოაჩენდნენ.

პენსილვანიის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფმა ჟურნალ Nature-ში გამოაქვეყნა კვლევა, რომელიც ამ საიდუმლოს წერტილს უსვამს. მათი მტკიცებით, თეორიასა და ექსპერიმენტს შორის არსებული განსხვავება არა ახალი ფიზიკის, არამედ წინა გამოთვლების შეზღუდულობის შედეგი იყო.

რა არის მიუონის „ანომალიური მაგნიტური მომენტი“?

მიუონი სამყაროს ფუნდამენტური ნაწილაკია, რომლის მაგნიტური ქცევა კვანტურ თეორიაში ზუსტად უნდა იყოს გათვლილი. თუმცა, რეალურ ექსპერიმენტებში ეს მაჩვენებელი მცირედით იცვლება, რადგან ვაკუუმში სხვა ნაწილაკები მუდმივად ჩნდებიან და ქრებიან, რაც გავლენას ახდენს მიუონის მოძრაობაზე. სწორედ ამ მცირე გადახრას უწოდებენ „ანომალიურ მაგნიტურ მომენტს“.

გასული 60 წლის განმავლობაში CERN-ის, ბრუკჰეივენისა და ფერმის ლაბორატორიების მიერ ჩატარებულმა ცდებმა აჩვენა, რომ გაზომილი მნიშვნელობები სტანდარტულ მოდელს არ ემთხვეოდა. ეს იყო ერთ-ერთი ყველაზე სერიოზული არგუმენტი იმისა, რომ ბუნებაში არსებობს ძალა, რომელიც დღემდე არ ვიცოდით.

როგორ გადაჭრეს მეცნიერებმა ეს პრობლემა?

მთავარი სირთულე „ძლიერი ბირთვული ურთიერთქმედების“ გამოთვლაში მდგომარეობდა, რომელიც კვარკებს აკავშირებს. ეს პროცესი იმდენად რთულია, რომ მასემატიკური მოდელირება უზარმაზარ გამოთვლით რესურსებს მოითხოვს.

მკვლევარებმა გამოიყენეს „ბადისებრი კვანტური ქრომოდინამიკის“ მეთოდი. მათ სივრცე-დრო დაყვეს წვრილ ბადედ და ზეკომპიუტერების დახმარებით ამოხსნეს ფუნდამენტური განტოლებები. ზოლტან ფოდორის ხელმძღვანელობით, ჯგუფმა შეიმუშავა ჰიბრიდული სტრატეგია, რომელიც აერთიანებს თეორიულ სიმულაციებსა და არსებულ ექსპერიმენტულ მონაცემებს.

„ჩვენ არ აღმოვაჩინეთ მეხუთე ძალა, თუმცა მივიღეთ კვანტური თეორიის ყველაზე ზუსტი მტკიცებულება, რაც კი ოდესმე ყოფილა“, — აცხადებს პროფესორი ზოლტან ფოდორი.

შედეგად, თეორიული პროგნოზი და ექსპერიმენტული მონაცემები ერთმანეთს სრულყოფილად დაემთხვა. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს, რომ სტანდარტული მოდელი, რომელიც სამყაროს ფუნდამენტურ ნაწილაკებსა და ძალებს აღწერს, ბუნების კანონზომიერებებს 11 ათობითი ნიშნის სიზუსტით ხსნის.