Los muones, partículas similares a los electrones, han mantenido la cabeza de los físicos dando vueltas durante más de una década, porque una medición experimental de sus propiedades magnéticas no está de acuerdo con la teoría. ¿Podría ser causado por partículas o fuerzas desconocidas? Un nuevo cálculo teórico de este parámetro.ha reducido la discrepancia con la medición experimental. No obstante, el debate continúa.
Durante más de 10 años, la medición de las propiedades magnéticas del muón un primo efímero del electrón ha mostrado desacuerdo con las predicciones teóricas. Esto sugiere una posible brecha en el modelo estándar de física de partículas 2, lo que posiblemente permita vislumbrarde una física más exótica. Los primeros resultados del experimento "Muon g-2" de Fermilab, que mide una de estas propiedades conocidas como el "momento magnético" del muón, se revelarán el 7 de abril de 2021.
Si bien Francia no participa directamente en este experimento, un equipo del CNRS 3 jugó un papel decisivo en el cálculo de la predicción teórica utilizada como referencia, 4 sin la cual no habría sido posible ninguna conclusión. Para determinar el efecto de hadrónicopolarización al vacío, que actualmente limita la precisión de los cálculos, el equipo utilizó mediciones realizadas con colisionadores de electrones y positrones. Este enfoque exacto, que depende exclusivamente de la precisión de estas mediciones, ha sido desarrollado y mejorado por este equipo durante 20 años, lo que ha llevado ael desacuerdo con la medición experimental del momento magnético del muón.
Recientemente un equipo de investigadores del CNRS 5 utilizó un método diferente, cuyo resultado para el cálculo de esta contribución se está publicando en la revista Nature. Este resultado reduce notablemente la discrepancia con el valor experimental actual. Así, el estándar¡El modelo aún puede tener la última palabra! Para lograr este resultado, los científicos calcularon esta contribución ab initio, es decir, utilizando las ecuaciones del modelo estándar sin ningún parámetro adicional. Con aproximadamente mil millones de variables involucradas, múltiples supercomputadoras europeas masivamente paralelas 6eran necesarios para enfrentar este gran desafío. Esta es la primera vez que un cálculo ab initio ha rivalizado con la precisión del enfoque de referencia, que predice valores para el momento magnético del muón que difieren del valor medido en mayor grado.
Para resolver el asunto de una vez por todas, los científicos tendrán que esperar a que los resultados de este nuevo cálculo teórico sean confirmados por otros equipos y determinar qué causa las diferencias entre los dos enfoques teóricos. Los equipos del CNRS están trabajando juntos paraEllos esperan obtener, mediante la combinación de enfoques, una nueva predicción de referencia teórica que sea lo suficientemente precisa como para decidir el destino del modelo estándar en los próximos años, que verá la publicación de los resultados finales de "Muon g-2 de Fermilab", así como los de otro experimento con objetivos similares en Japón.
notas
1 Medición realizada en el Laboratorio Nacional de Brookhaven Estados Unidos entre 1997 y 2001.
2 El modelo estándar de física de partículas es la teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones.
3 El grupo DHMZ, formado por Michel Davier IJCLab CNRS / Université Paris-Saclay, Andreas Hoecker CERN, Ginebra, Bogdan Malaescu LPNHE, CNRS / Sorbonne Université y Zhiqing Zhang IJCLab, hapublicó 10 artículos importantes sobre el tema que han sido citados más de 3.000 veces.
4 El valor teórico de referencia utilizado por el experimento "Muon g-2" se obtuvo comparando los resultados, publicados en Physics Reports en 2020, obtenidos por varios grupos de trabajo alrededor del mundo. Está muy cerca del finalvalor publicado por el grupo DHMZ en 2019.
5 Además del equipo de Laurent Lellouch en el Centro de Física Teórica CNRS / Aix-Marseille Université / Université de Toulon en Francia, la colaboración "Budapest-Marseille-Wuppertal" incluye la Universidad Eötvös Loránd Hungría, laUniversidad de Wuppertal y Forschungszentrum Jülich Alemania, y Universidad Estatal de Pensilvania Estados Unidos.
6 En Alemania, los del Forschungszentrum Jülich, el Centro de Supercomputación Leibniz Munich y el Centro de Computación de Alto Rendimiento Stuttgart; en Francia, Turing y Jean Zay del Instituto de Desarrollo y Recursos en Computación Científica IntensivaIDRIS del CNRS, y Joliot-Curie en el Very Large Computing Center TGCC del CEA, a través de la Infraestructura de Computación de Gran Escala francesa GENCI.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por CNRS . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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