O experimento Muon g-2 começou sua busca por partículas fantasmas com seu eletroímã mundialmente famoso e bastante conhecido
p O eletroímã Muon g-2 no Fermilab, pronto para receber um feixe de partículas de múon. O anel gera um campo magnético extraordinariamente uniforme com o qual os cientistas estudarão as propriedades do múon em uma busca por partículas e forças não descobertas. Crédito:Reidar Hahn / Fermilab
p O que você ganha quando revive uma bela máquina de física de 20 anos, transporte com cuidado 3, 200 milhas por terra e mar até sua nova casa, e depois usá-lo para sondar acontecimentos estranhos em um campo magnético? Espero que você obtenha novos insights sobre as partículas elementares que compõem tudo. p O experimento Muon g-2, localizado no Laboratório Nacional do Acelerador Fermi do Departamento de Energia dos EUA (DOE), começou sua busca por esses insights. Em 31 de maio, o eletroímã supercondutor de 15 metros de largura no centro do experimento viu seu primeiro feixe de partículas de múon dos aceleradores do Fermilab, dando início a um esforço de três anos para medir o que acontece com essas partículas quando colocadas em um campo magnético incrivelmente preciso. A resposta pode reescrever a imagem que os cientistas têm do universo e como ele funciona.
p "O primeiro feixe do experimento Muon g-2 sinaliza verdadeiramente o início de um novo programa de pesquisa importante no Fermilab, aquele que usa partículas de múon para procurar anomalias raras e fascinantes na natureza, "disse Nigel Lockyer, diretor do Fermilab." Depois de anos de preparação, Estou animado para ver este experimento começar sua pesquisa a sério. "
p Chegar a este ponto foi um longo caminho para o Muon g-2, tanto figurativa quanto literalmente. A primeira geração deste experimento ocorreu no Laboratório Nacional Brookhaven do DOE dos EUA, no estado de Nova York, no final dos anos 1990 e início dos anos 2000. O objetivo do experimento era medir com precisão uma propriedade do múon - a precessão das partículas, ou oscilação, em um campo magnético. Os resultados finais foram surpreendentes, sugerindo a presença de partículas fantasmas previamente desconhecidas ou forças que afetam as propriedades do múon.
p O novo experimento do Fermilab fará uso do intenso feixe de múons do laboratório para responder definitivamente às questões levantadas pelo experimento de Brookhaven. E uma vez que teria custado 10 vezes mais construir uma máquina completamente nova em Brookhaven em vez de mover o ímã para o Fermilab, a equipe do Muon g-2 transportou aquele grande, Ímã supercondutor frágil em uma única peça de Long Island aos subúrbios de Chicago no verão de 2013.
p O ímã pegou uma barcaça ao sul ao redor da Flórida, até a hidrovia Tennessee-Tombigbee e o rio Illinois, e foi então conduzido em um caminhão especialmente projetado durante três noites para o Fermilab. E graças a um mapa online com GPS, reuniu milhares de fãs ao longo de sua jornada, tornando-o um dos eletroímãs mais conhecidos do mundo.
p "Conseguir o ímã aqui foi apenas metade da batalha, "disse Chris Polly, gerente de projeto do experimento Muon g-2. "Desde que chegou, a equipe aqui do Fermilab tem trabalhado 24 horas por dia na instalação de detectores, construir uma sala de controle e, pelo ano passado, ajustar a uniformidade do campo magnético, que deve ser conhecido com precisão a um nível sem precedentes para obter qualquer nova física. Tem dado muito trabalho, mas estamos prontos agora para realmente começar. "
p Esse trabalho incluiu a criação de uma nova linha de luz para entregar um feixe puro de múons ao anel, a instalação de uma série de instrumentos para medir o campo magnético e os múons conforme eles circulam dentro dele, e um processo de um ano de "deslizar" o ímã, inserir pequenos pedaços de metal à mão para moldar o campo magnético. O campo criado pelo ímã agora é três vezes mais uniforme do que o criado em Brookhaven.
p Nas próximas semanas, a equipe do Muon g-2 testará o equipamento instalado ao redor do ímã, que armazenará e medirá múons pela primeira vez em 16 anos. Ainda este ano, eles começarão a obter dados de qualidade científica, e se seus resultados confirmarem a anomalia vista pela primeira vez em Brookhaven, significará que a imagem elegante do universo em que os cientistas vêm trabalhando há décadas está incompleta e que novas partículas ou forças podem estar lá fora, esperando para ser descoberto.
p "É um momento emocionante para toda a equipe, e para a física, "disse David Hertzog, da Universidade de Washington, co-porta-voz da colaboração Muon g-2. "O ímã tem funcionado, e trabalhando fantasticamente bem. Não vai demorar muito até que tenhamos nossos primeiros resultados e uma melhor visão através da janela que o experimento de Brookhaven abriu para nós. "