ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Fermilab adalah laboratorium fisika dan akselerator partikel Amerika. Fermilab bertujuan untuk menjadi pusat dunia dalam fisika neutrino. Ini adalah tuan rumah dari Eksperimen Neutrino Bawah Tanah Multi-Miliar dolar (Dune). (Gambar milik Fermilab)
Hasil ketiga dan terakhir, berdasarkan data tiga tahun terakhir, sangat sesuai dengan hasil eksperimen sebelumnya, semakin memperkuat rata -rata dunia eksperimental. Nilai yang telah lama ditunggu-tunggu ini akan menjadi pengukuran anomali magnetik Muon yang paling tepat di dunia selama bertahun-tahun yang akan datang.
Batavia, Ill., 04 Juni 2025 (Korea Bizwire) – Para ilmuwan yang bekerja pada eksperimen Muon G-2, yang diselenggarakan oleh Laboratorium Akselerator Nasional Fermi Departemen Energi AS, telah merilis pengukuran ketiga dan terakhir dari anomali magnetik Muon. Nilai ini terkait dengan G-2, pengukuran senama percobaan. Hasil akhirnya setuju dengan hasil yang diterbitkan dari tahun 2021 dan 2023 tetapi dengan ketepatan yang jauh lebih baik dari 127 bagian per miliar, melampaui tujuan desain eksperimental asli dari 140 bagian per miliar.
“Momen magnetik anomali, atau G – 2, Muon penting karena memberikan uji sensitif dari model standar fisika partikel. Ini adalah hasil yang menarik dan sangat bagus untuk melihat percobaan berakhir dengan pengukuran presisi yang pasti, ”kata Regina Rameika, associate director Departemen Energi AS untuk Kantor Fisika Energi Tinggi.
Hasil yang telah lama ditunggu-tunggu ini adalah pencapaian presisi yang luar biasa dan akan tetap menjadi pengukuran anomali magnetik muon yang paling tepat di dunia selama bertahun-tahun yang akan datang. Terlepas dari tantangan baru-baru ini dengan prediksi teoretis yang mengurangi bukti fisika baru dari Muon G-2, hasil ini memberikan tolok ukur yang ketat untuk ekstensi yang diusulkan dari model standar fisika partikel.
“Ini adalah momen yang sangat menarik karena kami tidak hanya mencapai tujuan kami tetapi melampaui mereka, yang tidak terlalu mudah untuk pengukuran presisi ini,” kata Peter Winter, seorang ahli fisika di Argonne National Laboratory dan co-juru bicara untuk kolaborasi Muon G-2. “Dengan dukungan dari agensi pendanaan dan laboratorium tuan rumah, Fermilab, secara keseluruhan sangat sukses, seperti yang kami capai atau melampaui hampir semua barang yang kami tuju.”
“Selama lebih dari seabad, G-2 telah banyak mengajarkan kita tentang sifat alam,” kata Lawrence Gibbons, profesor di Universitas Cornell dan koordinator analisis untuk hasil ini. “Sangat menyenangkan untuk menambahkan pengukuran yang tepat yang saya pikir akan bertahan lama.”
Eksperimen Muon G-2 (diucapkan “Gee minus Two”) melihat goyangan partikel mendasar yang disebut Muon. Muon mirip dengan elektron tetapi sekitar 200 kali lebih besar; Seperti elektron, muon memiliki sifat mekanik kuantum yang disebut spin yang dapat diartikan sebagai magnet internal kecil. Di hadapan medan magnet eksternal, magnet internal akan goyah – atau presess – seperti sumbu atasan pemintalan.
Kecepatan presesi dalam medan magnet tergantung pada sifat muon yang dijelaskan oleh angka yang disebut G-Factor. Fisikawan teoritis menghitung faktor-g berdasarkan pengetahuan saat ini tentang bagaimana alam semesta bekerja pada tingkat fundamental, yang terkandung dalam model standar fisika partikel.
Hampir 100 tahun yang lalu, nilai G diprediksi menjadi 2. Tetapi pengukuran eksperimental segera menunjukkan G sedikit berbeda dari 2 dengan kuantitas yang dikenal sebagai anomali magnetik muon, Aμ, dihitung dengan (G-2)/2. Eksperimen Muon G-2 mendapatkan namanya dari hubungan ini.
Anomali magnetik muon mengkodekan efek dari semua partikel model standar, dan fisikawan teoretis dapat menghitung kontribusi ini terhadap presisi yang luar biasa. Tetapi pengukuran sebelumnya yang dilakukan di Laboratorium Nasional Brookhaven pada akhir 1990 -an dan awal 2000 -an menunjukkan kemungkinan perbedaan dengan perhitungan teoretis pada waktu itu.
Ketika eksperimen tidak selaras dengan teori, itu bisa menunjukkan fisika baru. Secara khusus, fisikawan bertanya-tanya apakah perbedaan ini dapat disebabkan oleh partikel yang belum ditemukan yang menarik presesi muon.
Jadi fisikawan memutuskan untuk meningkatkan eksperimen Muon G-2 untuk melakukan pengukuran yang lebih tepat. Pada 2013, cincin penyimpanan magnetik Brookhaven diangkut dari Long Island, New York, ke Fermilab di Batavia, Illinois. Setelah bertahun-tahun peningkatan dan peningkatan yang signifikan, percobaan Fermilab Muon G-2 dimulai pada 31 Mei 2017.
Secara paralel, kolaborasi internasional para ahli teori membentuk inisiatif teori Muon G-2 untuk meningkatkan perhitungan teoretis. Pada tahun 2020, The Theory Initiative menerbitkan nilai model standar yang diperbarui dan lebih tepat berdasarkan teknik yang menggunakan data input dari percobaan lain.
Perbedaan dengan hasil dari teknik itu terus tumbuh pada tahun 2021 ketika Fermilab mengumumkan hasil eksperimen pertamanya, mengkonfirmasi hasil Brookhaven dengan presisi yang sedikit lebih baik. Pada saat yang sama, prediksi teoretis baru keluar berdasarkan teknik kedua yang sangat bergantung pada kekuatan komputasi. Jumlah baru ini lebih dekat dengan pengukuran eksperimental, mempersempit perbedaan.
Baru -baru ini, inisiatif teori menerbitkan prediksi baru yang menggabungkan hasil beberapa kelompok yang menggunakan teknik komputasi baru. Hasil ini tetap lebih dekat dengan pengukuran eksperimental, meredam kemungkinan fisika baru. Namun, upaya teoretis akan terus bekerja untuk memahami perbedaan antara pendekatan berbasis data dan komputasi.
Nilai eksperimental terbaru dari momen magnetik muon dari percobaan fermilab adalah:
Aμ = (G -2) / 2 (Muon, Eksperimen) = 0,001 165 920 705 + – 0,000 000 000 114 (Stand.)
+- 0,000 000 000 091 (Syst.)
Pengukuran akhir ini didasarkan pada analisis data tiga tahun terakhir, yang diambil antara 2021 dan 2023, dikombinasikan dengan set data yang diterbitkan sebelumnya. Ini lebih dari tiga kali lipat ukuran dataset yang digunakan untuk hasil kedua mereka pada tahun 2023, dan memungkinkan kolaborasi untuk akhirnya mencapai tujuan presisi mereka yang diusulkan pada 2012.
Ini juga merupakan analisis data berkualitas terbaik percobaan. Menjelang akhir pengambilan data kedua mereka, kolaborasi Muon G-2 selesai tweak dan peningkatan percobaan yang meningkatkan kualitas balok Muon dan mengurangi ketidakpastian.
Kolaborasi Muon G-2 menggambarkan hasil dalam makalah yang mereka kirimkan hari ini ke surat-surat tinjauan fisik.
“Seperti yang telah terjadi selama beberapa dekade, momen magnetik Muon terus menjadi tolok ukur yang ketat dari model standar,” kata Simon Corrodi, asisten fisikawan di Argonne National Laboratory dan analisis koordinator. “Hasil eksperimen baru memberi cahaya baru pada teori fundamental ini dan akan menetapkan tolok ukur untuk setiap perhitungan teoretis baru yang akan datang.”
Eksperimen masa depan di kompleks penelitian akselerator proton Jepang kemungkinan akan melakukan pengukuran lain dari anomali magnetik muon pada awal 2030 -an, tetapi, pada awalnya, mereka tidak akan mencapai ketepatan yang sama dengan Fermilab.
Sementara itu, inisiatif teori akan terus bekerja untuk menyelesaikan ketidakkonsistenan antara dua prediksi teoritis mereka.
Kolaborasi Muon G-2 terdiri dari hampir 176 ilmuwan dari 34 institusi di tujuh negara. Marco Incagli, seorang fisikawan di Institut Nasional Italia untuk Fisika Nuklir di Pisa dan Co-juru bicara Muon G-2, menekankan bahwa internasionalitas kolaborasi adalah kunci keberhasilan percobaan.
Tidak seperti biasanya, para ilmuwan juga mewakili berbagai bidang fisika. “Eksperimen ini cukup aneh karena memiliki bahan yang sangat berbeda di dalamnya,” kata Incagli. “Ini benar -benar dilakukan oleh kolaborasi di antara komunitas yang biasanya bekerja pada berbagai eksperimen.”
Tidak seperti eksperimen fisika berenergi tinggi lainnya, Muon G-2 membutuhkan lebih dari sekadar fisikawan berenergi tinggi; Kolaborasi ini juga terdiri dari fisikawan akselerator, fisikawan atom dan fisikawan nuklir. “Sangat berharga untuk melihat bahwa, ketika kami memiliki semua ahli yang berbeda ini berkumpul, kami dapat memecahkan item yang mungkin tidak bisa dilakukan oleh satu kelompok sendirian,” kata Incagli.
Sementara analisis utama eksperimen telah berakhir, ada lebih banyak yang harus ditambang dari enam tahun data Muon G-2. Di masa depan, kolaborasi ini akan menghasilkan pengukuran properti muon yang disebut momen dipol listrik serta tes properti mendasar dari undang-undang fisik yang dikenal sebagai muatan, paritas, dan simetri pembalikan waktu.
“Ini percobaan yang sangat indah,” kata Gibbons. “Data yang keluar sangat indah. Merupakan hak istimewa untuk memiliki akses ke data ini dan menganalisisnya.”
“Tentu saja, menyedihkan untuk mengakhiri upaya seperti itu karena telah menjadi bagian besar dari banyak kehidupan kolaborator kami,” kata Winter, yang telah menjadi bagian dari kolaborasi sejak 2011. “Tetapi kami juga ingin pindah ke fisika berikutnya yang ada di luar sana, untuk melakukan yang terbaik untuk memajukan lapangan di daerah lain.
“Saya pikir ini akan menjadi eksperimen buku teks yang akan menjadi referensi jangka panjang untuk beberapa dekade mendatang,” tambah Winter.
Fermi National Accelerator Laboratory adalah laboratorium nasional utama Amerika untuk fisika partikel dan penelitian akselerator. Fermi Forward Discovery Group mengelola Fermilab untuk Departemen Sains Departemen Energi AS. Kunjungi situs web Fermilab di www.fnal.gov dan ikuti kami di media sosial.
- Muon G-2 Ring
- Hasil Plot Grafik
Tracy Marc
Fermilab
2242907803
[email protected]
Sumber: Fermilab via Globe Newswire
RakyatPos.ID Network
