വളയകാന്തിക സംഭരണിയില്‍ക്കൂടി സ്പിന്‍ ചെയ്ത് സഞ്ചരിക്കുന്ന മ്യുയോണിന്റെ ജി- ഫാക്ടര്‍ ഡിറാക്കിന്റെ പ്രവചനം അനുസരിച്ചുള്ളതാണോയെന്ന് എങ്ങനെ അറിയാം. ഈ സാഹചര്യത്തില്‍ മ്യുയോണുകള്‍ക്ക് സ്പിന്നിംഗ് അഗ്രഗതി ആവൃത്തി, സൈക്ലട്രോണ്‍ ആവൃത്തി എന്നീ സവിശേഷതകളുണ്ട്. ഇവ വ്യത്യസ്തമാണെങ്കില്‍ നിര്‍ണയിക്കപ്പെടുന്ന ജി- ഫാക്ടര്‍ ഡിറാക്കിന്റെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ചുള്ളതായിരിക്
ആയതിനാല്‍ പ്രതിമ്യുയോണുകള്‍ വിഘടിച്ച് ഇല്ലാതായാലും അവയുെട സ്പിന്നിന്റെ ദിശ പോസിട്രോണുകളുെട ദിശയുെട അടിസ്ഥാനത്തില്‍ നിര്‍ണയിക്കാം. ഒരു പ്രാവശ്യം പരീക്ഷണം നടത്തുന്നതിനായി ഒരു നിശ്ചിത എണ്ണമടങ്ങിയ മ്യുയോണ്‍ കിരണമാണ് വളയ കാന്തിക സംഭരണിയില്‍ പ്രവേശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്. എന്നാല്‍ മ്യുയോണ്‍ കിരണം സഞ്ചരിക്കുമ്പോള്‍ അവയില്‍ ചിലത് ക്രമേണ ജീര്‍ണിച്ച് അവയുടെ എണ്ണം കുറയുന്നു. അളന്ന് ലഭിക്കുന്ന ആന്ദോളനത്തില്‍ നിന്നു ആവൃത്തി കണക്കാക്കാം അത് പരിണിത ആവൃത്തി ആയിരിക്കും. അതില്‍ നിന്നും മ്യുയോണിന്റെ കാന്തിക ആഘുര്‍ണന വ്യതിയാന ഘടകത്തിന്റെ മൂല്യം നിര്‍ണയിക്കാം.
ഫെര്‍മിലാബ് ഉപയോഗിച്ച വളയ രൂപത്തിലുള്ള അതിചാലക (super conducting) കാന്തിക സംഭരണി ബ്രൂക്ക്ഹാവന്‍ മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണത്തിന് ഉപയോഗിച്ച അതേ കാന്തിക സംഭരണി തന്നെയാണ്. അത് ബ്രൂക്ക്ഹാവനില്‍ നിന്നു പല മാര്‍ഗങ്ങളിലൂടെ കിലോമീറ്ററുകള്‍ താണ്ടിയാണ് ഫെര്‍മിലാബിലെത്തിച്ച് സ്ഥാപിച്ചത്. -4500F (ഏകദേശം -2670C ) താപ നിലയിലാണ് അതിചാലക കാന്തിക സംഭരണി നിലനിര്‍ത്തുന്നത്. അതിചാലകകാന്തിക സംഭരണിയുെട കാന്തത്തിന്റെ തീവ്രത 1.5 ടെസ്‌ല ആകുന്നു. ഇത് ഒരു എംആര്‍ഐ സ്‌കാനിങ്ങ് ഉപകരണത്തിന്റെ അത്രയും കാന്തിക തീവ്രതയാണ്. കാന്തിക വളയത്തിന്റെ എല്ലാ ഭാഗത്തും ഐക്യരൂപമായ കാന്തിക (uniform magnetic) ക്ഷേത്രമുള്ള അതിചാലക കാന്തിക സംഭരണിയുമാണ്. ഒരു പ്രാവശ്യം കിരണരൂപത്തില്‍ നിറയ്ക്കുന്ന മ്യുയോണുകളുെട എണ്ണം ഏകേദശം 2,50,000 ആണെങ്കിലും സംഭരിക്കപ്പെടുന്ന മ്യുയോണുകളുെട എണ്ണം ഏകേദശം 5000 മാത്രമായിരിക്കും. മ്യുയോണിന്റെ വേഗത സെക്കന്റില്‍ പ്രകാശവേഗതയുെട 0.9994 മടങ്ങാണ്. അതിനാല്‍ മ്യുയോണിന്റെ ശരാശരി ആയുര്‍ദൈര്‍ഘ്യമായ 2.2 മൈക്രോസെക്കന്റ് ആണെന്നതും കാന്തിക വളയസംഭരണിയുെട ആരവും(radius) കണക്കിലെടുത്താല്‍ പൂര്‍ണമായി വിഘടിച്ചുപോകുന്നതിന് മുന്‍പായി മ്യുയോണുകള്‍ അതിചാലക കാന്തികവളയ സംഭരണിയില്‍ 670 പ്രാവശ്യം കറങ്ങി 30 കിലോമീറ്റര്‍ സഞ്ചരിക്കും.
ഇനി ഫെര്‍മിലാബ് മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണത്തിന്റെ രത്‌നചുരുക്കം നോക്കാം. ഒരു സ്രോതസില്‍ നിന്നും ധ്രുവീകൃതമായി വരുന്ന മ്യുയോണ്‍ കിരണത്തെ ഒരു പ്രത്യക കാന്തിക തള്ളല്‍ നല്‍കി (pulsed magnetic kick) അതിചാലക കാന്തിക വളയ സംഭരണിയിലേക്ക് പ്രവേശിപ്പിക്കുന്നു. ആയതിനാല്‍ അതിചാലക കാന്തിക വളയ സംഭരണിയില്‍ മ്യുയോണ്‍ കിരണം ഒരു സ്ഥായിയായ പഥത്തിലൂടെ കറങ്ങി സഞ്ചരിക്കും. മ്യുയോണ്‍ കിരണം ഒരോ പ്രാവശ്യവും സഞ്ചാരപഥം പൂര്‍ത്തീകരിക്കുമ്പോഴും മ്യുയോണിന്റെ കോണീയ സംവേഗസദിശം 3600 തിരിയുന്നു. അതേസമയം മ്യുയോണിന്റെ സ്പിന്‍ കോണീയ സംവേഗസദിശം 3720 തിരിയുന്നു. അതായത്, അത് മുന്‍പത്തെ കറങ്ങുന്ന സഞ്ചാരപഥത്തില്‍ എവിടെ ആയിരുന്നോ 120 അതില്‍ നിന്നു അധികമായി തിരിയുന്നു. അങ്ങെന അതിചാലക കാന്തിക വളയസംഭരണിയില്‍കൂടി സഞ്ചരിക്കുന്ന മ്യുയോണുകള്‍ വിഘടിച്ചുണ്ടായി കാന്തിക വളയസംഭരണിയില്‍നിന്നു മ്യുയോണുകളുെട സ്പിന്‍ ദിശയില്‍ പുറത്തുവരുന്ന പോസിട്രോണുകളെ ശേഖരിച്ച് അവയുെട എണ്ണത്തിന്റെ ആന്ദോളനങ്ങളുെട രേഖാചിത്രം തയാറാക്കുന്നു. ആയാമം കുറഞ്ഞു വരുന്ന ആ ആന്ദോളനത്തില്‍നിന്നു പരിണിത ആവൃത്തി കണക്കാക്കി. അതില്‍ നിന്നു മ്യുയോണിന്റെ കാന്തിക ആഘുര്‍ണന വ്യതിയാന ഘടകത്തിന്റെ മുല്യം നിര്‍ണയിക്കുന്നു. ഫെര്‍മിലാബ് മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണത്തിന്റെ ഫലം ചര്‍ച്ച െചയ്യുന്നതിന് മുന്‍പ് സ്റ്റാന്‍ഡേഡ്് മോഡല്‍ പ്രകാരമുള്ള മ്യുയോണിന്റെ കാന്തിക ആഘുര്‍ണന വ്യതിയാന മൂല്യവും ബ്രൂക്ക്ഹാവന്‍ മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണ ഫലവും ആദ്യം താരതമ്യം ചെയ്തുനോക്കാം.
മ്യുയോണ്‍ g-2 തിയറി ഇനിഷ്യേറ്റീവ് സംഘവും മറ്റ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും സ്റ്റാന്‍ഡേഡ്് മോഡല്‍ അനുസരിച്ച് കണക്കാക്കിയ മ്യുയോണിന്റെ ജി-2 ഫാക്ടര്‍ വ്യതിയാന ഘടകത്തിന്റെ വളരെ സൂക്ഷ്മവും ക്യത്യവുമായ സൈദ്ധാന്തികമായ മ്യുല്യം a?SM = 0. 001 165 918 10 (43) ആകുന്നു. ബ്രൂക്ക്ഹാവന്‍ നാഷണല്‍ ലബോററ്ററി വളെര സൂക്ഷ്മതയോടെ അളന്ന മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണ ഫലം a?BNL = 0. 001 165 920 89 (63) [540 ppb] (part per billion) ക്യത്യമാകുന്നു. ബ്രൂക്ക്ഹാവന്‍ അളന്ന മ്യുയോണിന്റെ ജി-ഫാക്ടര്‍ വ്യതിയാന ഘടകത്തിന്റെ ക്യത്യതയുെട സാരാംശം അറിയാന്‍ ആദ്യം 100 ppb എന്താണെന്ന് മനസ്സിലാക്കാം. 100 ppb എന്നാല്‍ ഒരു ഫുട്‌ബോള്‍ ഗ്രൗണ്ടിന്റെ നീളം 10 മൈക്രോമീറ്റര്‍ ക്യത്യതയില്‍ (ഒരു മീറ്ററിന്റെ പത്ത് ലക്ഷത്തിലൊരു ഭാഗമാണ് മൈക്രോമീറ്റര്‍) അതായത് നമ്മുടെ തലമുടിനാരിന്റെ വലുപ്പത്തില്‍ താെഴയുള്ള ക്യത്യതയില്‍ അളന്ന് തിട്ടപ്പെടുത്തുന്നതാകുന്നു. ഇനി ബ്രൂക്ക്ഹാവന്‍ ജി-2 പരീക്ഷണഫലവും സ്റ്റാന്‍ഡേഡ്് മോഡല്‍ മ്യുയോണിന്റെ ജി-ഫാക്ടര്‍ വ്യതിയാന ഘടകവും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം a?BNL – a?SM = 0. 00000000279 (76) അത് 3.7 ó (sigma) ആകുന്നു. ഒരു സിഗ്മ എന്നാല്‍ അളന്ന ഒരു പരിമാണത്തിന്റെ മൂല്യം എത്രമാത്രമാണ് നമ്മള്‍ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന മൂല്യത്തില്‍ നിന്നു വ്യതിചലിക്കുന്നു എന്ന് കാണിക്കുന്ന ഒരു സാംഖിക (statistical) സൂചകമാണ്.
ബ്രൂക്ക്ഹാവന്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തെക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ കൃത്യതയോടെയാണ് ഫെര്‍മിലാബ് മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണം നടത്തിയത്. ഇരു പരീക്ഷണഫലങ്ങളും കണികാഭൗതികത്തിന്റെ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലിന് വ്യത്യസ്തമായ ഫലങ്ങളാണ് തന്നത്. ഈ രണ്ടു ഫലങ്ങളുടെയും ശരാശരി മൂല്യം എടുത്താല്‍ തന്നെ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലില്‍ നിന്നും കാര്യമായ വ്യതിചലനം കാണിക്കുന്നില്ല. മ്യുയോണിന്റെ കാന്തിക ആഘുര്‍ണനമൂല്യം സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ പ്രവചനവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ലെന്ന് നിസംശയം തെളിയുന്നു.
വളരെ ചെറുതാണെങ്കിലും ഇൗ വ്യതിയാനത്തിന്റെ പൊരുളെന്താണ് ?എന്തുകൊണ്ട് അത് സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ പ്രവചനവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല. പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള അപാകത കൊണ്ടാണോ അതോ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ പിഴവുകൊണ്ടാണോ ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നത് ? ഈ പ്രസക്തമായ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്ക് ഉത്തരങ്ങള്‍ എന്നത് അതിസാധാരണവും അതിസൂക്ഷ്മവും വളരെ വിശ്വസനീയവും ക്യത്യവുമായ അതിഗംഭീരവും ഗഹനവുമായ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണ ഫലങ്ങളും അതുപോലെ തന്നെ അതിവിപുലവും വളരെ സൂക്ഷ്മവും ധൈഷണികതയാര്‍ന്നതും വളരെ സമ്പന്നവും ആഴത്തിലുള്ളതുമായ ഭൗതികശാസ്ത്രവും കണക്കിലെടുത്ത് ഗണിച്ചെടുത്തതാണ് സൈദ്ധാന്തികഫലം. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തില്‍ ഇന്നേവരെ നടത്തിയിട്ടുള്ളതില്‍ ഏറ്റവും ക്യത്യതയോടെ ചെയ്ത പരീക്ഷണങ്ങളില്‍ ഒന്നാണ് ഫെര്‍മിലാബിന്റെ മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണ ഫലം. അപ്പോള്‍ മഹത്തായ ഫെര്‍മിലാബിന്റെ മ്യുയോണ്‍ ജി-2 പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളും സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ സൈദ്ധാന്തിക ഫലവും തല്ക്കാലം സംശയങ്ങള്‍ക്ക് ഇടനല്കുന്നില്ല. അപ്പോള്‍പിന്നെ ഫെര്‍മിലാബ് ഫലം സൂചിപ്പിക്കുന്ന മ്യുയോണിന്റെ അധിക കാന്തിക ആഘുര്‍ണന മൂല്യം എന്താണ്?
മ്യുയോണ്‍ ജി-ഫാക്‌ററിന്റെ മൂല്യത്തിന് വ്യതിയാനം ഉണ്ടാകുന്നത് കാന്തികമണ്ഡലത്തില്‍ മ്യുയോണിന്റെ സ്പിന്നിങ്ങ് അഗ്രഗതിക്ക് ലഭിക്കുന്ന അധിക ആഘാതം കൊണ്ടാകണം. ആ ആഘാതത്തിന് കാരണം ഒരുപക്ഷേ, മ്യുയോണ്‍ ഇന്നുവരെയും അറിയപ്പെടാത്ത ഏെതങ്കിലും കണികയുമായുള്ള പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം മൂലമാകാം. അറിയപ്പെടാത്ത പുതിയ കണികയുടേയോ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെയോ അസ്തിത്വം പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തില്‍ (modern cosmology) ഉളവാക്കുന്ന പ്രതിഫലനങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കാം.
