В октябре 2023 года международная коллаборация Muon g-2 опубликовала статью в Phys.Rev Letters с результатами эксперимента по прецизионному измерению аномального магнитного момента мюона в Фермилаб (США). Группа ученых ЛЯП ОИЯИ, входящая в коллаборацию (В. А. Баранов, В. П. Вольных, В. Н. Дугинов, В. А. Крылов, Н. А. Кучинский, Н. В. Хомутов), участвовала в создании прототипа трекового детектора и в разработке системы сбора и визуализации данных.

Экспериментальная установка Muon g-2 © Ryan Postel, Fermilab

Аномальный магнитный момент мюона a_μ = (g-2)/2 (где g — гиромагнитное отношение мюона) представляет собой разницу между наблюдаемым значением магнитного момента мюона и квантовомеханическим предсказанием Дирака (g = 2). Ненулевая величина a_μ обусловлена вкладом различных виртуальных частиц физического вакуума. Поэтому точное измерение аномального магнитного момента мюона оказывается очень важным для поиска новой физики за пределами Стандартной Модели.

В результате обработки экспериментальных данных, набранных в 2019 и 2020 годах, авторами статьи был сделан вывод о расхождении эксперимента с предсказаниями Стандартной модели (2020 год, публикация расчетов группы Muon g-2 Theory Initiative на основе пертурбативных методов) со статистической значимостью в 5,0σ, а с учетом данных предыдущего эксперимента E821 – в 5,1σ. Новое экспериментальное значение аномального магнитного момента мюона aµ = 116 592 055 (24) × 10^-11. Достигнутая точность измерения вдвое лучше первого результата этого же эксперимента, опубликованного в 2021 году.

Результаты измерений за разные сеансы, а также результат с учетом данных эксперимента E821 в BNL © Muon g-2 collaboration

Результат, полученный в Фермилаб, вызвал большой резонанс в научном сообществе еще и в связи с тем, что в феврале 2023 года коллаборация детектора CMD-3, набирающего данные на коллайдере ВЭПП-2000 (Новосибирск), представила новые результаты измерения сечения аннигиляции e⁺e^— → π⁺π^—, которые существенно корректируют значение нормированного полного сечения рождения адронов и основанное на нем теоретическое значение g−2 в сторону согласия с экспериментальным значением. Так, в журнале CERN Courier недавно были опубликованы два сообщения, посвященных эксперименту g-2 и теоретическим методам вычисления аномального магнитного момента мюона:

Getting to the bottom of muon g-2

Muon g-2 update sets up showdown with theory