ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Fermilab’daki araştırmacılar, Muon g-2 deneyi kapsamında müon manyetik anomalisinin son ölçümünü yayımladı. Milyarda 127 parça (ppb) hassasiyetle, bu sonuç ilk hedef olan 140 ppb’yi aşarak 2021 ve 2023 bulgularını doğruladı.
Muon g-2: Parçacık Fiziğinde Tarihi Hassasiyet
Müonun g-2 değeri, Standart Model’in önemli bir testidir. ABD Enerji Bakanlığı’ndan Regina Rameika, “Bu heyecan verici bir sonuç, böylesine bir hassasiyet görmek memnuniyet verici,” dedi. Bu ölçüm, yeni fizik için kanıtları azaltan teorik zorluklara rağmen Standart Model’in genişletmeleri için bir temel oluşturuyor.
Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndan Peter Winter, “Hedeflerimizi aştık, bu hassas deneyler için büyük bir başarı,” dedi. Cornell Üniversitesi’nden Lawrence Gibbons ise, “g-2 ölçümleri bir yüzyıldır gerçeklik anlayışımızı şekillendirdi. Bu kesin sonuç kalıcı olacak,” diye ekledi.
Deney, elektronların daha ağır kuzenleri olan müonların manyetik alandaki presesyonunu inceliyor ve bu g-faktörü ile ölçülüyor. İlk başta 2 olması beklenen g değeri, (g-2)/2 sapmasıyla yeni fizik ihtimaline işaret etti. 1990’lar ve 2000’lerde Brookhaven’daki tutarsızlıklar, manyetik halkanın New York’tan Fermilab’a taşınmasıyla 2017’de başlayan geliştirmelere yol açtı.
Muon g-2 Teori Girişimi, 2020’de teorik tahminleri iyileştirdi. Fermilab’ın 2021 sonuçları teori ile farkı artırırken, yeni bir hesaplama tahmini bu farkı daralttı ve deneysel verilere daha yakın bir sonuç sundu.
Son zamanlarda Teori Girişimi, yeni bir hesaplama tekniğiyle yapılan tahmini yayımladı; bu tahmin deneysel ölçüme daha yakın olup yeni fizik olasılığını azalttı. Ancak veri odaklı ve hesaplama yaklaşımları arasındaki tutarsızlıkları çözme çalışmaları sürüyor.
Fermilab’dan müon manyetik momentinin son deneysel değeri:
2021-2023 verileriyle önceki veri setlerinin birleştirilmesiyle elde edilen bu sonuç, 2023 sonucundaki veri miktarını üçe katlayarak 2012’de belirlenen hassasiyet hedefine ulaştı. İkinci veri toplama aşamasında yapılan iyileştirmeler, müon ışınının kalitesini artırdı ve belirsizlikleri azalttı. Sonuç, Physical Review Letters dergisine gönderilen bir makalede detaylandırıldı.
Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndan analiz eş koordinatörü Simon Corrodi, “Bu sonuç, Standart Model için sıkı bir test ve gelecekteki hesaplamalar için bir referans,” dedi. Japonya’da 2030’ların başında yapılacak bir deney, başlangıçta Fermilab’ın hassasiyetine ulaşamayacak.
Yedi ülkeden 34 kurumda 176 bilim insanından oluşan Muon g-2 iş birliği, farklı fizik uzmanlarını içeriyor. İtalya’dan eş sözcü Marco Incagli, “Uluslararası iş birliği ve uzmanlık çeşitliliği başarının anahtarıydı,” dedi.
Ana analiz tamamlanmış olsa da, altı yıllık verilerle müonun elektrik dipol momenti ve simetri özellikleri üzerine çalışmalar sürecek. Lawrence Gibbons, “Harika bir deney, veriler olağanüstü,” derken, 2011’den beri ekipte olan Peter Winter, “Bitirmek üzücü, ancak yeni zorluklara hazırız. Bu, onlarca yıl referans olacak bir ders kitabı deneyi,” diye ekledi.
Kaynak: news.fnal.gov/2025/06/muon-g-2-most-precise-measurement-of-muon-magnetic-anomaly/
