Причепилися тут недавно до бідних мюонів, а в мене все руки не доходили написати… Постараюся максимально коротко.

Цей текст взято з поста в Facebook з мінімальними змінами, тому дату поставив відповідну.

Update 2025-06-10: виглядає, що ось і все… ‘‘Measurement of the Positive Muon Anomalous Magnetic Moment to 127 ppb’’, ‘‘The anomalous magnetic moment of the muon in the Standard Model: an update’’.

Є певний інструмент, спосіб досліджувати релятивістські квантові системи – квантова теорія поля (КТП). Якщо йому «згодувати» характеристики світу, який досліджуємо – наявні елементарні частинки, взаємодії між ними, симетрії тощо, можна досліджувати, як той світ поводиться.

Варіант, у який «підставлено» властивості нашого світу називається Стандартна модель. Це дуже крута річ – вона з величезною точністю описує поведінку відомих нам елементарних частинок. Проблема в тому, що вона, в якомусь сенсі, описує їх занадто добре. Зрозуміло, що ця теорія неповна, наприклад, вона не включає гравітацію¹. Однак, побудувати більш загальну теорію не вдається, а, оскільки експериментально стандартна модель підтверджується із величезною точністю, немає підказок, куди рухатися творцям теорій. Насправді, кілька аномалій – неочікуваних в її рамках явищ, відомих із більшою (не нульова маса нейтрино) чи меншою (аномалії в розпаді B-мезонів) достовірністю, присутні. Але їх мало і вони не дуже допомагають. Тому кожен натяк на таку аномалію – подія радісна.

Повертаючись до мюонів – магнітний момент мюона² можна розрахувати методами КТП. При тому, він враховує вплив від всіх частинок, що існують – навіть якщо ми їх ніколи не спостерігали безпосередньо³. А ще, його можна виміряти. Тобто, можемо розрахувати його в рамках Стандартної моделі та порівняти із експериментом. Якщо буде розбіжність – значить ця модель враховує не всі частинки – який не який натяк, куди копати далі, як будувати більш загальну теорію. Слабенький, як на мене, але – на безриб’ї…

Щоправда, виникають дві серйозні проблеми. По перше – міряти потрібно дуже точно. По друге, оскільки КТП – неймовірно складна, досліджувати щось за її допомогою – складний і тривалий процес, аж ніяк не схожий на підставляння чисел у формули. Розрахунки майже завжди неможливо виконати точно, чи, хоча б – із очевидно прийнятними наближеннями, і доводиться хитрувати, спрощувати, залучати комп’ютерне моделювання і т.д. і т.п.⁴

Отож, маємо найкращі, на певний момент, розрахунки магнітного моменту мюона для Стандартної моделі – у яких присутні не до кінця зрозумілі наближення. Маємо найкращий, на цей час, експеримент – ніби якісний, але теж ще не абсолютно перевірений. Між їх результатами – виразна різниця. Це класно – бо дає натяк на нові частинки і (повторюся – який-не-який) інструмент перевіряти нові моделі. Однак, ПОКИ, це – глибоко технічна річ, хороший натяк, що тут може щось знайтися, не більше. Гірше: буквально за день до публікації результатів вийшла стаття із іншим способом розрахувати цей магнітний момент – її результати відрізняються від попередніх розрахунків, і значно менше залежать від наближень⁵. Ці результати збігаються із новими експериментальними даними. Тобто, може бути, ніякої аномалії немає взагалі.

Попереду – довгий пошук. Новина ця значуща для жменьки фахівців, цікава для на пару порядків більшої спільноти фізиків та зацікавлених любителів, але ні революцією ні сенсацією per se не є. А хайп відповідний, підозрюю, більше шкодить, ніж допомагає популяризації науки чи довірі до неї. «Що ж це вони [науковці], претендують, що все знають, а що кілька місяців-років кажуть, що все було неправильно – треба підручники переписувати»⁶.

Ретроспективно, це може виявитися експериментом Майкельсона-Морлі сучасності, а може – гудінням проводів⁷.

Метафора комп’ютерно-ІТ-шна: Пітер Шор в 1994 запропонував ефективний квантовий алгоритм факторизації. Якщо б він в когось з’явилася його якісна реалізація, це зламало б деякі ключові алгоритми криптографії. Чи можна казати, що поява алгоритму Шора змусило проектувати комп’ютери з нуля, викинути всю криптографію і т.д. і т.п.? Добре, м’якше – чи вдалося хоча б масово хакнути цим методом банки, приватні переписки тощо – але комп’ютери залишилися старими? Ще м’якше, може катастрофи поки немає, але вона обов’язково станеться, коли цей алгоритм вдасться реалізувати? Якщо взагалі можливо створити квантові комп’ютери (зараз вже видається – можливо, але гарантії немає), якщо вдасться їх побудувати достатньо потужними (навіть зараз повної гарантії немає), якщо до того часу не буде квантово-стійких методів криптографії (вони вже існують і використовуються, хоча, здається, не масово) – то було б так. А поки, і, ймовірно, назавжди – ні.

Чи важливий алгоритм Шора? Безперечно! Він був поміж ключових поштовхів до розвитку квантових комп’ютерів із всіма їх бонусами. Чи вплинув він якось (об’єктивно) на користувачів комп’ютерів до цього часу? Ні. Чи вплинув він на програмістів? Практично ні. Чи вплинув на людей, що впроваджують криптографію? Ледь-ледь. Ось приблизно так із магнітним моментом мюона.

Метафора біологічна:

Виноски