Американские физики уточнили значение магнитного момента электрона, достигнув точности в 0,13 долей триллиона. Новая величина поможет лучше понять природу расхождений в лабораторном измерении постоянной тонкой структуры, а также присоединиться к поискам Новой физики вместе с аналогичными экспериментами на мюонах.

Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Поиск Новой физики во многом опирается на ежедекадно растущую точность физического эксперимента. Интерпретация показаний приборов происходит через их подгонку под модель. Чем сложнее объект, тем сложнее и модель, а большое число подгоночных констант суммарно уменьшает точность исследования.

В этом контексте интересны чисто лептонные системы — то есть, системы, состоящие только из электронов, мюонов, таонов и их античастиц, — их моделирование почти целиком опирается на хорошо понятную физикам квантовую электродинамику. Хорошие результаты дают опыты с экзотическими атомами: позитронием и мюонием. Но наиболее резонансным оказалось исследование аномального магнитного момента у одиночного мюона в магнитном поле: его значение отклонилось от предсказаний Стандартной модели более, чем на четыре сигмы.

Чувствительность мюона к Новой физике обусловлена его большой массой. Тем не менее, аналогичные эксперименты с более легкими электронами стараются догнать эту точность за счет того, что электрон стабилен, а значит позволяет набрать много статистики. В 2008 году группа физиков из Гарвардского университета под руководством Джеральда Габриэльса (Gerald Gabrielse) определила электронный магнитный момент с точностью 0,28 долей триллиона. Впоследствии Габриэльс переехал работать в Северо-Западный университет в Эванстоне, где организовал новый эксперимент, улучшивший это значение в 2,2 раза.