Die endgültigen Ergebnisse eines langjährigen US-Experiments haben gezeigt, dass ein winziges Teilchen weiterhin seltsam handelt, was Wissenschaftler sagen, dass es eine gute Nachricht für unser aktuelles Verständnis der Gesetze der Physik ist.
Das Experiment konzentrierte sich auf Myonen, mysteriöse Partikel betrachteten schwerere Cousins für Elektronen. Myonen wackeln wie ein Top in einem Magnetfeld, und Wissenschaftler haben diese Bewegung untersucht, um festzustellen, ob sie mit dem Standardmodell, dem grundlegenden Regelbuch der Physik, übereinstimmt.
Tova Holmes, ein experimenteller Physiker an der Universität von Tennessee, Knoxville, der nicht Teil der Zusammenarbeit ist, sagte, das Experiment sei «eine große Leistung in der Präzision».
Experimente in den 1960er und 1970er Jahren schienen darauf hinzudeuten, dass alles in Ordnung war. Tests im Brookhaven National Laboratory in den späten 1990er und frühen 2000er Jahren führten jedoch zu etwas Unerwartetem: Die Myonen verhielten sich nicht so, wie sie sollten.
Jahrzehnte später beschloss eine internationale Zusammenarbeit von Wissenschaftlern, die Experimente mit einem noch höheren Grad an Präzision erneut auszusetzen. Das Team raste Myonen um eine magnetische, ringförmige Strecke-die gleiche, die in Brookhavens Experiment verwendet wurde, und untersuchte ihr Signature-Wackel im Fermi National Accelerator Laboratory in der Nähe von Chicago.
Die ersten beiden Ergebnisse, die im Jahr 2021 und 2023 vorgestellt wurden, schienen das seltsame Verhalten der Myonen zu bestätigen, was theoretische Physiker dazu veranlasste, die neuen Messungen mit dem Standardmodell in Einklang zu bringen.
Jetzt hat die Gruppe das Experiment abgeschlossen und eine Messung des Wobble des Myon veröffentlicht, das dem zu übereinstimmt, was sie zuvor gefunden haben, und die Datenmenge im Vergleich zu 2023 mehr als doppelt so hoch wie sie. Sie übermittelten ihre Ergebnisse an das Journal Physical Review Letters.
Das heißt, es ist noch keine Zeit für unser grundlegendes Verständnis dafür, was das Universum zusammenhält. Während die Myonen um ihre Strecke rannten, fanden andere Wissenschaftler einen Weg, ihr Verhalten mithilfe von Supercomputern mit dem Standardmodell enger in Einklang zu bringen.
Es gibt noch mehr Arbeit zu werden, da die Forscher weiterhin ihre Köpfe zusammenstellen und zukünftige Experimente einen Stich zum Messen des Myon Wobble machen – einschließlich eines im Japan Proton Accelerator Research Complex, der voraussichtlich gegen Ende des Jahrzehnts beginnen wird. Wissenschaftler analysieren auch immer noch die endgültigen Myon -Daten, um festzustellen, ob sie Informationen über andere mysteriöse Wesen wie Dark Matter sammeln können.
«Diese Messung bleibt ein Benchmark … für viele Jahre», sagte Marco Incagli vom National Institute for Nuclear Physics in Italien.
Wissenschaftler streben durch die Myonen, die sich bemühen, grundlegende Fragen zu beantworten, die die Menschheit seit langem verwirrt haben, sagte Peter Winter mit dem Argonne National Laboratory.
«Sind wir nicht alle neugierig zu verstehen, wie das Universum funktioniert?» sagte Winter.
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