Eksperimen Fermilab mengisyaratkan kekuatan fundamental baru dari alam

Ilmuwan yang bekerja di Fermilab di Batavia, Illinois, telah membuat beberapa penemuan terpenting dalam fisika selama bertahun-tahun, termasuk keberadaan quark atas dan karakterisasi neutrino. Sekarang, tim yang mengerjakan eksperimen Muon g-2 Fermilab telah melaporkan petunjuk yang membingungkan tentang jenis fisika baru, menurut BBC. Jika dikonfirmasi, ini akan menjadi gaya fundamental kelima yang diketahui di alam semesta.

Pemahaman kita saat ini tentang fisika partikel disebut Model Standar, yang kita tahu adalah gambaran alam semesta yang tidak lengkap. Konsep seperti Higgs boson dan energi gelap tidak sepenuhnya terintegrasi dengan Model Standar, dan Muon g 2 pada akhirnya dapat membantu kita memahami alasannya. Kunci penetrasi ini mungkin adalah perilaku muon, partikel subatomik yang mirip dengan elektron. Muon memiliki muatan negatif, tetapi jauh lebih besar. Jadi, ia berputar seperti magnet, yang menunjukkan kemungkinan cabang fisika baru.

Eksperimen Muon g 2 berakar pada pekerjaan yang dilakukan di CERN pada akhir 1950-an. Namun, alat yang tersedia pada saat itu sangat tidak tepat sehingga ‘faktor-g’ muon, yang menggambarkan laju rotasinya, tidak dapat diukur secara akurat. Model Standar memprediksikan bahwa muon-muon bergoyang dengan cara tertentu, tetapi akselerator magnetik sepanjang 14 meter di inti Muon g – 2 menunjukkan bahwa muon memiliki faktor G. Itu mungkin tidak tampak penting, tetapi bahkan “momen dipol magnetik yang anomali,” sebagaimana para ilmuwan menyebutnya, dapat menunjukkan sesuatu yang misterius yang memengaruhi partikel.

Magnet 600T G-2 sebelum pemasangan.

Saat ini kita mengenal empat gaya dasar: gravitasi, elektromagnetisme, gaya kuat (koherensi nuklir), dan gaya lemah (peluruhan radioaktif). Apa pun yang menyebabkan muon berperilaku buruk di Muon g – 2 bisa menjadi gaya kelima, tetapi kami tidak tahu apa itu. Bahkan jika tim bisa mengkonfirmasi hasilnya, kita belum tentu tahu apa yang kekuatan alam baru ini lakukan selain gangguan muon. Bagian ini akan membutuhkan banyak pekerjaan. Fisikawan teoretis telah berspekulasi bahwa gaya baru dapat dikaitkan dengan partikel subatom yang tidak terdeteksi seperti boson Z-prime atau leptoquark.

Fokus saat ini adalah meningkatkan akurasi eksperimen. Hasil baru dilaporkan dengan keyakinan statistik 4,1 sigma, yang menghasilkan probabilitas 1 banding 40.000 bahwa hasil tersebut hanyalah gangguan statistik. Secara tradisional, para ilmuwan ingin melihat kepercayaan 5 sigma (sekitar 1 dari 3,5 juta) sebelum menyebut sesuatu yang pasti. Ini adalah sesuatu yang akan banyak dibicarakan fisikawan dalam beberapa bulan mendatang.

Sekarang baca: