Более двух десятилетий одна из самых интригующих загадок физики элементарных частиц, казалось, указывала на существование неизвестных сил, скрытых за пределами известных законов природы. В среду этим надеждам пришел конец: в журнале Nature был опубликован самый точный из когда-либо выполненных расчетов аномального магнитного момента мюона. Результаты показали, что многолетнее расхождение между теорией и экспериментом объяснялось ошибкой в прежних вычислениях, а не трещиной в Стандартной модели, пишет Phys.org

Десятилетие работы на суперкомпьютерах

Международная группа под руководством физика из Пенсильванского университета Золтана Фоддора использовала решеточную квантовую хромодинамику — метод, моделирующий сильное ядерное взаимодействие путем разбиения пространства-времени на мелкую сетку — на одних из самых мощных суперкомпьютеров мира. Работа велась более 10 лет и позволила получить итоговый результат. Ключевая сложность состояла в вычислении вклада «адронной вакуумной поляризации», возникающей вследствие хаотических взаимодействий кварков и глюонов, управляемых сильным взаимодействием.

Вместо того чтобы опираться исключительно на более старый метод, основанный на экспериментальных данных и породивший кажущееся расхождение, команда совместила решеточные вычисления на малых и промежуточных расстояниях с экспериментальными данными на больших расстояниях, где измерения уже хорошо установлены. Кроме того, ученые проводили моделирование на более мелких решетках, чем в любом предыдущем исследовании, что позволило существенно снизить неопределённости. Полученное вычисление почти вдвое точнее, чем предыдущий мировой консенсус, и достигает точности 0,48%.

Никакой пятой силы, но подтверждение квантовой теории

При подстановке в полное предсказание Стандартной модели новое вычисление приводит теорию и эксперимент к согласию в пределах половины стандартного отклонения — подтверждая модель с точностью до 11 десятичных знаков. Статья под названием «Гибридное вычисление поляризации вакуума адронами в аномальном магнитном моменте мюона с точностью 0,48%» написана исследователями из Европы, США и Австралии.

«Мы применили новый метод для вычисления этого расхождения и показали, что его нет», — сказал Фоддор. «Того нового взаимодействия, на которое мы надеялись, попросту не существует. Старые взаимодействия полностью объясняют наблюдаемое значение».

Это открытие сделано спустя несколько дней после того, как эксперимент Muon g-2 — проводившийся в ЦЕРНе, Брукхейвене и Фермилабе на протяжении шести десятилетий — получил премию Breakthrough Prize по фундаментальной физике 2026 года за высокоточные измерения. В 2025 году Фермилаб объявил окончательный экспериментальный результат, определив магнитную аномалию мюона с точностью до 127 частей на миллиард.