Parece bastante increíble que estas dos aparentemente contradictorias anuncios se produzcan el mismo día.
La preimpresión del Naturaleza documento del grupo BMW se publicó en arXiv en 2020, más o menos al mismo tiempo que el muon g-2 Teoría Documento de iniciativa (presentado el 8 Jun 2020 y revisado por última vez el 13 Nov 2020, publicado ici ) que la colaboración del Fermilab menciona en su anuncio. El preimpreso de BMW se publicó el 27 de febrero de 2020 y se revisó por última vez el 18 de agosto de 2020. (El equipo de 14 personas de BMW lleva los nombres de Budapest, Marsella y Wuppertal, las tres ciudades europeas donde la mayoría de los miembros del equipo tenían su base original). Así que a los iniciados no les sorprendió.
El Fermilab anunció cuándo compartiría sus resultados experimentales. Naturaleza intencionada y estratégicamente el mismo día el documento que llevaba unos ocho meses en sus oficinas a la espera de ser publicado para maximizar su impacto. En la presentación teórica del Fermilab en Zoom esta mañana se mencionaba de pasada el artículo de BMW, aunque no se hacía hincapié en ello.
El artículo del BMW y el de la Iniciativa Teórica utilizan metodologías bastante diferentes para calcular la contribución de la polarización hadrónica en el vacío (LO-HVP) de orden principal al cálculo de g-2 del muón del Modelo Estándar, que es la fuente dominante de incertidumbre teórica en el cálculo. El documento de BMW hace algunos ajustes en el cálculo que son muy intensivos en computación (tomó varios cientos de millones de "horas núcleo" en siete conjuntos de supercomputadoras para calcular) y es un cálculo teórico directo ( Revista Quanta tiene una buena discusión de lo que esto implicaba con un poco más de profundidad). El artículo de la Iniciativa Teórica utiliza datos experimentales sobre los productos de la aniquilación electrón-positrón como sustituto para realizar algunos cálculos clave que BMW hace "sobre el papel" (y BMW critica a la Iniciativa Teórica y a otros que utilizan métodos similares por no trasladar los datos experimentales al cálculo teórico de la forma que ellos consideran correcta).
Los nuevos resultados experimentales del Fermilab confirmaron en gran medida la anterior medición de Brookhaven del muón g-2; los dos resultados experimentales fueron coherentes en el nivel 0,6 sigma. Los nuevos resultados del Fermilab se alejaron ligeramente de la medición anterior en favor de los valores predichos teóricamente. Los resultados eran (todos multiplicados por un factor de 10 -11 ):
fuente
resultado
E821 de Brookhaven (2006)
116,592,089(63)
Medición experimental combinada
116,592,061(41)
Fermilab (2021)
116,592,040(54)
Predicción del modelo estándar de BMW
116,591,954(55)
Teoría Iniciativa Predicción Modelo Estándar
116,591,810(43)
BMW - Iniciativa Teoría
144
(También cabe señalar que todos los resultados experimentales y todas las predicciones teóricas son idénticos cuando se redondean a los seis primeros dígitos significativos, es decir, a un nivel de partes por millón).
En comparación con los resultados combinados utilizados para el nivel 4,2 sigma del documento de la Iniciativa Teórica, la cifra de BMW coincide con el resultado experimental combinado en el nivel 1,6 sigma. El artículo del BMW afirma que su resultado teórico es un 27% más incierto que el del artículo de la Iniciativa Teórica, y el resultado de la Iniciativa Teórica ha sido replicado (algo mucho más difícil de hacer en el caso del cálculo del BMW, mucho más intensivo en recursos computacionales), lo cual es una de las razones por las que el Fermilab se decidió por el punto de referencia de la Iniciativa Teórica (otra es que el director teórico del Fermilab forma parte de la colaboración de la Iniciativa Teórica, mientras que los colaboradores del BMW no están afiliados al Fermilab).
A nueva preimpresión haciendo un cálculo más preciso de la contribución hadrónica luz por luz al muón g-2 (reduciendo el error relativo en ese componente del cálculo del 20% al 14%) también se ha publicado estratégicamente hoy en arXiv. Añade 14,8 * 10 -11 a la predicción de BMW. Combinado con la predicción de BMW es 158,8 * 10 -11 más que la Predicción del Modelo Estándar de la Iniciativa Teórica. Por tanto, si se incluye este resultado, así como la predicción de BMW, se reduciría aún más la discrepancia entre la predicción del experimento y la del modelo estándar a 1,3 sigma (las dos innovaciones no se solapan).
Será interesante ver si los teóricos de la predicción QCD/SM en celosía son capaces de llegar a un consenso sobre esta cuestión, que fue una controversia latente entre bastidores durante meses antes de este anuncio. El año que viene se celebrarán varias conferencias sobre el cálculo del muón g-2 (como se ha mencionado en la presentación teórica del Fermilab de esta mañana) y esta disparidad ocupará un lugar destacado en la agenda de todas ellas.
Hay mucho en juego. Si la Iniciativa Teórica tiene razón, es casi seguro que existe nueva física más allá del Modelo Estándar y que está a la vuelta de la esquina. Si la colaboración BMW está en lo cierto, la perspectiva de nuevos descubrimientos de Física de Altas Energías más allá del Modelo Estándar en experimentos que sea posible realizar en nuestra vida es desalentadora.
Una posibilidad intermedia es que ninguno de los cálculos consiga el apoyo del consenso, pero que la comunidad de QCD concluya, basándose en la disparidad entre el resultado legítimamente calculado de la Iniciativa Teórica y el resultado legítimamente calculado de la colaboración BMW, que ambos documentos han subestimado enormemente la cantidad de incertidumbre teórica presente en sus cálculos de predicción del SM. Esto nos dejaría en el mismo limbo en el que hemos estado en muon g-2 durante las últimas dos décadas.
Si le gusta el adelgazamiento visual, puede leer la explicación del cómic .
