μ介子總是出人意料。近日，一項實驗證實，這些粒子比研究人員最初預計的更具磁性。如果結果成立，理論物理學將發(fā)生重大變化，即可能存在一種全新的基本粒子等待人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

2021年4月7日，美國費米國家加速器實驗室的μ介子g-2合作組，在《物理評論快報》上公布了最新測量結果。肯塔基大學物理學家Susan Gardner說，對于那些希望發(fā)現(xiàn)其他粒子的人來說，這個結果“非常鼓舞人心”。

據(jù)報道，一個μ介子的質(zhì)量大約是電子的200倍，而內(nèi)部磁體的強度決定了μ介子在外部磁場中的預處理速度，物理學家將其稱為g。粒子物理學標準模型認為，在適當?shù)膯挝幌?，介子的磁矩是一個非常接近但不等于2的數(shù)字。

2001年，在布魯克海文國家實驗室進行的μ介子g-2實驗測量了粒子的磁矩，并測量到這個被稱為g-2的微小差異，同時發(fā)現(xiàn)它比理論學家預測的要稍微大一些。為了驗證該結果，研究人員重建了費米國家加速器實驗室的實驗——讓該粒子圍繞一個直徑為15 m的超導環(huán)形磁鐵旋轉。

在前段時間舉行的一場電話會議上，實驗的兩位共同領導者打開了一個信封，里面裝著未公開的時鐘頻率。當他們把這個數(shù)字輸入電腦后，就顯示出了g-2的數(shù)值。他們立刻意識到，該結果與20年前布魯克海文國家實驗室記錄的結果一致。

μ介子g-2實驗最初的參與者、馬薩諸塞州波士頓大學的Lee Roberts說，“人們在歡呼，跳上跳下”。

據(jù)悉，這兩個實驗室的綜合結果顯示，新結果與理論的差異顯著性為4.2 σ，離科學家宣稱發(fā)現(xiàn)所需的5σ（或標準差）還差一點。

μ介子g-2小組現(xiàn)在正在分析一些最新的數(shù)據(jù)，同時收集更多的數(shù)據(jù)。研究人員希望他們的測量精度最終能提高4倍。如果這個差異是真實的，那么標準模型就必須進行更新，并加入新的粒子。但一個問題是，自2001年以來，許多可能影響μ介子磁矩的候選粒子在其他實驗中均被排除。

自20世紀70年代首次提出以來，標準模型已經(jīng)通過了所有測試，幾乎沒有什么變化。但物理學家知道它肯定是不完整的，一些人希望μ介子能帶來它的第一次失敗?！叭绻覀冏C實了與標準模型的差異，那就是人們50年來一直在尋找的東西?！盧oberts說。