在美国能源部费米国家加速器实验室，人们期待已久的μ子g-2实验的初步结果显示，被称为μ子的基本粒子的行为方式是科学家们最好的理论——粒子物理学的标准模型——所无法预测的。这个具有里程碑意义的结果，以前所未有的精度，证实了困扰研究人员几十年的一个差异。

 

介子偏离标准模型计算的有力证据可能暗示了令人兴奋的新物理学。介子充当了一个进入亚原子世界的窗口，它可以与尚未发现的粒子或力相互作用。

 

意大利国家核物理研究所的物理学家、介子g-2实验的联合发言人Graziano Venanzoni说:“今天是非同寻常的一天，不仅是我们，整个国际物理界都在期待着。”“大量的功劳归于我们年轻的研究人员，他们的才华、想法和热情，让我们取得了这一令人难以置信的结果。”

 

费米实验室的μ子g-2实验

 

费米实验室的μ子g-2实验的初步结果强化了新物理学的证据。该实验的核心是一个直径50英尺的超导磁存储环，它位于探测器大厅，中间有电子设备架、介子束线和其他设备。这个令人印象深刻的实验在零下450华氏度下进行，研究介子穿过磁场时的岁差(或摆动)。资料来源:Reidar Hahn，费米实验室

 

介子的质量大约是它的同胞电子的200倍。当宇宙射线撞击地球大气层时，介子就会自然产生，而费米实验室的粒子加速器可以大量产生介子。和电子一样，介子的行为就好像它们有一个微小的内部磁铁。在强磁场中，介子磁铁的方向会进动或摆动，就像陀螺或陀螺的轴一样。内部磁铁的强度决定了介子在外部磁场中进动的速率，用一个物理学家称之为g因子的数字来描述。这个数字可以计算超高精度。

 

当介子在μ子g-2磁铁中循环时，它们也会与亚原子粒子组成的量子泡沫相互作用。与这些短寿命粒子的相互作用会影响g因子的值，导致介子的旋进稍微加快或减慢。标准模型非常精确地预测了这种所谓的反常磁矩。但是，如果量子泡沫中含有标准模型没有考虑到的额外力或粒子，那么介子g因子就会进一步扭曲。天富平台如何？

 

“我们测量的这个量反映了介子与宇宙中其他一切物质的相互作用。但是，当理论家使用标准模型中所有已知的力和粒子计算出相同的量时，我们不会得到相同的答案，”肯塔基大学的物理学家、介子g-2实验模拟经理Renee Fatemi说。“这是强有力的证据，证明介子对我们最好的理论中不存在的东西很敏感。”

 

美国能源部布鲁克海文国家实验室的前一个实验于2001年得出结论，它提供了一些线索，表明介子的行为与标准模型不一致。费米实验室的μ子g-2实验的新测量结果与在布鲁克海文发现的值完全一致，与迄今为止最精确的测量结果的理论大相径庭。天富平台的骗局

 

介子g-2结果图

 

费米实验室的μ子g-2实验的第一个结果证实了20年前在布鲁克海文国家实验室进行的实验的结果。这两个结果共同显示了介子偏离标准模型预测的有力证据。图片来源:Ryan Postel，费米实验室/介子g-2协作实验室

 

 

费米实验室和布鲁克海文实验室的综合结果显示，与理论的显著性差异为4.2 sigma，略低于5 sigma(或标准偏差)，科学家要求5 sigma来宣布一项发现，但仍然是令人信服的新物理学证据。结果出现统计波动的几率约为四万分之一。