Когда-то расчёты на решётке были в 10 раз более размытыми, чем метод, основанный на данных. Для низкоэнергетических частиц требовалась огромная решётка, для высокоэнергетических — сверхмелкая сетка. «Тогда было немыслимо, что решётка когда-нибудь догонит по точности метод данных», — говорил Калман Сабо из Вупперталя, участник работы.
Потребовалось десятилетие хитроумных алгоритмов и роста вычислительных мощностей, чтобы коллаборация BMW обуздала решётки нужной величины и детализации. В 2021 году, одновременно с обновлённым измерением мюонного g–2 в Fermilab, результат группы BMW вышел в журнале Nature. Он показывал, что мюоны в Fermilab колеблются ровно так, как и должны. С тех пор независимые решёточные группы публикуют совпадающие результаты. Сегодня многие физики считают мюонную загадку закрытой: лишнее колебание мюона полностью объясняется испусканием и перепоглощением известных частиц в рамках известных сил.
Почему же метод, основанный на данных, твердит обратное? Разгадка упирается в нестыковки экспериментов. Физики взялись за электрон-позитронные столкновения — теоретически прямое окно в поведение кварков. Однако расчёты на основе этих данных не согласуются ни с последними экспериментальными результатами, ни с предсказанием BMW.
В новосибирском коллайдере VEPP-2000 электроны сталкиваются с позитронами при энергиях в 6000 раз ниже, чем на Большом адронном коллайдере CERN. Два детектора на VEPP-2000 подсчитывают, как часто из столкновений рождаются сгустки кварков — пионы. По этим цифрам оценивали вклад сильного взаимодействия в поведение мюонов. В 2010 году один из детекторов полностью обновили, а в 2023-м опубликовали пересчитанную скорость рождения пионов. Она заметно изменилась.
«Это был сюрприз. Никто такого не ожидал», — признаётся Фёдор Игнатов из Ливерпульского университета, участник коллаборации. Раньше настораживало, что замеры пионной скорости из Италии и США начинали расходиться. Но резкое расхождение нового измерения с предыдущими данными того же детектора, да ещё и при высокой заявленной точности, заставило обратить внимание. Результат прочесали вдоль и поперёк — проблем не нашли.
В 2024 году группа BMW с помощью решёточного моделирования предсказала пионную скорость. Их расчёт в основном совпадает с новыми цифрами. Предварительные данные второго детектора VEPP-2000, похоже, тоже согласуются с обновлённой скоростью. А вот анализ данных эксперимента BABAR в Калифорнии, опубликованный в 2023-м, поразительно точно ложится на старую скорость.
Теперь физики гадают, что же происходит в коллайдерах. Расхождения намекают либо на неизвестные частицы, которые вмешиваются в кварки, либо на упущенные детали, создающие иллюзию аномалии. «Есть четыре десятилетия измерений, сделанных разными методами, разными людьми, на разных экспериментах — и все они рисуют совершенно другую картину, — говорит Кешаварзи. — Сделать предстоит ещё очень много».