Российский коллайдер ВЭПП-2000 сузил поле поисков "новой физики" в свойствах мюонов

МОСКВА, 18 апреля. /ТАСС/. Российские физики использовали данные с коллайдера ВЭПП-2000 для того, чтобы сузить поле поисков "новой физики" в свойствах мюонов, нестабильных элементарных частиц, в чьих взаимодействиях с магнитным полем ранее выявили аномалии. Полученные данные полностью исключают существование ранее неизвестных частиц с легкой массой, способных влиять на поведение мюонов, сообщил во вторник на пресс-конференции заместитель директора ИЯФ СО РАН Иван Логашенко.

"Важно понимать, что результаты проведенных нами замеров и расчетов не закрывают "новую физику" абсолютным образом. При этом они исключают возможность существования легких частиц, которые влияют на магнитный момент мюона. Если "новая физика" имеет место в жизни, то она существует на очень высоких энергиях", - заявил Логашенко.

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 расчеты, построенные на базе замеров магнитных характеристик электронов.

Первые признаки существования подобных расхождений были открыты свыше двух десятилетий назад при помощи ускорителя AGS в американской Брукхевенской национальной лаборатории, однако пока ученые не получили однозначных доказательств того, что это на самом деле так. Решению этой проблемы мешает не только отсутствие точных замеров свойств мюонов, но и то, что теоретические оценки его свойств не являются точными.

Неожиданные результаты поисков "новой физики"

Российские ученые попытались решить эту проблему при помощи экспериментов на позитронном-электронном коллайдере ВЭПП-2000 в ходе наблюдений за столкновениями пучков электронов и позитронов. В ходе этих столкновений, как пояснил Логашенко, рождаются не только вспышки света, но и пары элементарных частиц-пионов. Замеры частоты их формирования крайне важны для максимально точной оценки того, какую роль в свойствах мюонов играют так называемые сильные ядерные взаимодействия.

Руководствуясь этой идеей, российские исследователи провели на ВЭПП-2000 три серии замеров в 2013, 2018 и 2020 году, в рамках которых они максимально точно измерили частоту формирования пионов и других элементарных частиц при столкновениях пучков электронов и позитронов. Эти сведения исследователи использовали для уточнения теоретических расчетов свойств мюонов на базе Стандартной модели физики частиц.

Результаты наблюдений за формированием пар пионов на ВЭПП-2000 указали на то, что теоретические магнитные свойства мюонов оказались значительно ближе к "аномальным" результатам замеров на ускорителе AGS и в лаборатории Ферми (США), чем к предыдущим оценкам на базе Стандартной модели физики частиц. По словам физиков, это исключает возможность существования пока неизвестных нам легких частиц за пределами Стандартной модели, которые бы могли влиять на магнитные свойства мюонов.

"Мы проверили все, что могли проверить, и уверены в своем результате, хотя и понимаем, что всегда есть место ошибке. Мы ждем уточняющих данных со второго детектора коллайдера ВЭПП-2000, СНД. Дальнейший этап - всесторонняя проверка нашего результата мировым научным сообществом. Если он подтвердится, разница между измеренными и предсказанными теорией свойствами мюонов сократится", - подытожил Логашенко.