Naukowcy wykorzystali w związku z tym superkomputery, ogromnych rozmiarów magnesy i wiedzę na temat antymaterii. Ostatecznie mogli pochwalić się wyjaśnieniem kwestii, która zaprzątała im głowy na przestrzeni ostatnich dwóch dekad. Przedstawiciele Fermilab oraz Cornell University postanowili podzielić się informacjami na temat tego, jak wyglądały prowadzone eksperymenty.
Co dokładnie stało na przeszkodzie naukowcom? Chodziło o nieścisłości dotyczące właściwości magnetycznych mionu. Ta cząstka elementarna cechuje się niską trwałością i wykazuje pewne podobieństwa do elektronu, choć jest jednocześnie zdecydowanie od niego cięższa.
Do powstawania mionów dochodzi w wyniku interakcji promieni kosmicznych z ziemską atmosferą. Takich cząstek jest naprawdę wiele i nawet w momencie czytania tego artykułu przelatują przez Twoje ciało. Po części okazuje się to bardzo przydatne, ponieważ pomaga naukowcom w zaglądania do obiektów – takich jak egipskie piramidy – bez fizycznej ingerencji.
Fizycy od lat badali cząstkę zwaną mionem. Dotycząca jej zagadka pojawiła się w 2006 roku
Kiedy w 2006 roku fizycy dokonali pomiarów siły magnetyzmu mionów, dokonali tego na naprawdę imponującą skalę. Osiągnęli bowiem dokładność, którą można byłoby porównać do zważenia pociągu towarowego z precyzją dochodzącą do 10 gramów. Tym sposobem udało im się odnotować bardzo niewielką, acz istniejącą niezgodność między wynikami pomiarów, a tym, co sugerowałby model standardowy.
Doprowadziło to do powstania kluczowego pytania: czy dotychczasowe teorie były błędne czy po prostu eksperyment nie został przeprowadzony z odpowiednim namaszczeniem? Po niemal dwudziestu latach poznaliśmy odpowiedź, której udzielenie było możliwe dzięki zaangażowaniu rozległych naukowych zasobów. Wykorzystali ponad 10 000 pomiarów, a nawet rezultaty eksperymentów poświęconych bozonowi Higgsa, który został odkryty kilka lat po pojawieniu się całej zagadki.
Czytaj też: Fizycy schłodzili gigantyczne magnesy do prawie najniższej temperatury we wszechświecie
Poza tym trzeba było wziąć pod uwagę udział tzw. oddziaływania silnego, czyli jednego z czterech zaliczanych do grona podstawowych. Nie dało się go jednak obliczyć w sposób bezpośredni, dlatego członkowie rozległego zespołu badawczego zastosowali nieco inne podejście. Kluczem okazały się dane pochodzące z obserwacji zderzeń między elektronami i ich odpowiednikami w antymaterii, czyli pozytonami.
Na przestrzeni lat pojawiły się kolejne informacje, a w ostatecznym rozrachunku za najbardziej prawdopodobny scenariusz uznano ten, w którym minimalne niezgodności sprzed lat raczej nie są zwiastunem rewolucji w fizyce. Sami zainteresowani dodają zarazem, że sprawcą całego zamieszania mógłby być tzw. ciemny foton. Gdyby faktycznie tak było, świat nauki wreszcie poznałby sekret interakcji między ciemną i widzialną materią.