Теорфизика для малышей–8: что может натворить потерянный знак "минус"

Менее года назад Брукхэвенская Национальная Лаборатория обнародовала последние данные по измерению аномального магнитного момента мюона (читайте подробнее здесь). Данные расходились с теоретическими предсказаниями, причем расходились на довольно значительную величину: в 2.6 стандартных отклонения. Это расхождение было тут же интерпретировано как проявление новых, неизвестных доселе физических явлений, и в научных журналах стали появляться десятки статей, объясняющих это отклонение разнообразными (и подчас довольно экзотическими теоретическими конструкциями).

Впрочем, далеко не все поддались эйфории по поводу обнаружения явлений, выходящих за рамка стандартной модели. Аккуратный анализ показал, что теоретические предсказания могут иметь гораздо худшую точность, чем та, которая была использована при сравнении данных с экспериментом.

Основных возражения было два: во-первых, чисто электромагнитные поправки четвертого порядка (поправки, получающиеся из четырехпетлевых КЭД диаграмм) были сосчитаны всего лишь одним человеком (профессором Корнеллского университета Тоичиро Киношитой) и никем не проверены. Во-вторых, оказалось, что вообще непонятно, как надо считать так называемую диаграмму "свет на свете" (рассеяние фотона на фотоне за счет адронного взаимодействия).

Дело в том, что аккуратной теории, могущей вычислить эту диаграмму с какой-либо приемлимой точностью, не существует, однако в принципе, считается разумным использовать в этом случае модель векторной доминантности. Вычисления по этой схеме, проведенные тем же Киношитой и его коллегами в 1995 году, оказались очень значительной составляющей обнаруженного 2.6-сигмового расхождения между экспериментом и теорией.

Однако ситуацию запутала недавная статья (hep-ph/0111058). Расчеты, проведенные в ней по той же самой схеме, дали совершенно другой результат, который отличался от расчетов Киношиты даже знаком!

Сегодня, спустя месяц с момента появления этой работы, в е-принт архиве появилась краткая заметка Киношиты (hep-ph/0112102). В ней он сообщает, что тщательная перепроверка показала, что во всех формулах, использованных им, обнаружилась ошибка в знаке. Ошибка довольно-таки досадная, на уровне определений: в программе, вычисляющей петлевые диаграммы, была, оказывается, использована нестандартная метрика, что при свертке полностью антисимметриченого тензора с самим собой давало +24, а не –24.

После того, как ошибка была исправлена, результат Киношиты поменял знак и совпал с расчетами из hep-ph/0111058.

Таким образом, старое теоретическое предсказание для аномального магнитного момента оказалось неверным. Обновленные вычисления расходятся с экспериментом всего на 1.6 сигмы, что уже никем не воспринимается как проявление новой физики. Так что, похоже, что никаких "аномалий" в аномальном магнитном моменте мюона нет. А значит, что те статьи, которые до сих пор продолжают и продолжают привлекать новые настандатрные гипотезы для объяснения 2.6-сигмового эффекта — просто мимо цели.

Вот что способен натворить пропущенный знак минус.

Обозрение "Теорфизика для малышей"