Кіріспе

Кванттық өріс теориясы бойынша, магниттік қасиеттердің классикалық теориялардан күтілетіннен өзгешелігі. Кванттық электродинамикада бөлшектің аномальды магниттік моменті – бұл бөлшектің магниттік моментіне кванттық механиканың әсерлерінің үлесі, ол Фейнман диаграммаларындағы циклдар арқылы көрсетіледі. Магниттік момент, сондай-ақ магниттік дипольдік момент деп аталады, магниттік көздің күшін өлшейтін шама. "Дирак" магниттік моменті, ағаш деңгейіндегі Фейнман диаграммаларына сәйкес келеді (мұны классикалық нәтиже деп қарастыруға болады) және Дирак теңдеуінен есептеледі. Ол әдетте g-факторы арқылы өрнектеледі; Дирак теңдеуі электрон сияқты бөлшектер үшін мынаны болжайды, бұл классикалық нәтиже байқалған мәннен пайыздың шағын бөлігімен ерекшеленеді. Осы айырмашылық аномальды магниттік момент болып табылады, ол арқылы белгіленеді және былай анықталады:

Мюон

Мюонның аномальды магниттік моменті электронға ұқсас тәсілмен есептеледі. Мюонның аномальды магниттік моменті мәнінің болжамы үш бөліктен тұрады: Стандартты модельден тыс физиканың әсер етуі мүмкін (немесе теориялық/эксперименттік қателер толық бақылауда емес). Бұл Стандартты модель мен эксперимент арасындағы ұзақ жылдар бойы сақталатын келіспеушіліктердің бірі. Брукхейвен ұлттық зертханасындағы (BNL) E821 эксперименті мюон мен антимюонның тұрақты сыртқы магнит өрісінде, олар шектеулі сақтау сақинасында айналып жүрген кездегі прецессиясын зерттеді. E821 эксперименті келесі орташа мәнді хабарлады. Фермилабтағы "Muon g-2" деп аталатын жаңа эксперимент E821 магнитін пайдалану арқылы осы мәннің дәлдігін арттырады. Деректерді жинау 2018 жылдың наурыз айында басталды және 2022 жылдың қыркүйегінде аяқталуы күтілуде. 2021 жылғы 7 сәуірде жарияланған алдын ала нәтиже, қолданыстағы өлшемдермен біріктірілгенде, стандартты модельдің болжамын 4,2 стандартты ауытқумен басып өтетін нақтырақ бағалауды береді. Сонымен қатар, J PARC-те E34 эксперименті 2024 жылы алғашқы іске қосылуын жоспарлап отыр. 2021 жылдың сәуір айында он төрт физиктен тұратын халықаралық топ ab initio кванттық хромодинамика және кванттық электродинамика симуляцияларын қолдану арқылы электрон-позитрон жою эксперименттеріне сүйенген бұрынғы теориялық мәнге қарағанда, эксперименттік мәнге жақын теориялық шамалауға қол жеткізді деп хабарлады.

Құрама бөлшектер

Құрама бөлшектердің көбінесе үлкен аномальды магниттік моменті болады. Нуклондар, яғни протондар мен нейтрондар, кварктерден тұратындары осыған мысал. Нуклондардың магниттік моменттері үлкен және күтпеген еді; протонның магниттік моменті элементарлық бөлшек үшін тым жоғары, ал нейтронның магниттік моменті заряды нөл болғандықтан нөлге тең болуы күтілген.