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費米國家加速器實驗室介子g-2實驗的存儲(chu) 環磁鐵。圖片來源：Reidar Hahn/Fermilab
μ介子總出人意料。近日，一項實驗證實，這些粒子比研究人員最初預期的更具磁性。如果結果成立，理論物理學將發生重大變化，可能存在一種全新的基本粒子等待人們(men) 去發現。
4月7日，美國伊利諾斯州芝加哥市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》上公布了最新的測量結果。肯塔基大學物理學家Susan Gardner說，對於(yu) 那些希望發現其他粒子的人來說，這個(ge) 結果“非常鼓舞人心”。
據報道，一個(ge) μ介子的質量大約是電子的200倍，而內(nei) 部磁體(ti) 的強度決(jue) 定了μ介子在外部磁場中的預處理速度，物理學家將其稱之為(wei) g。而粒子物理學標準模型認為(wei) ，在適當的單位下，介子的磁矩是一個(ge) 非常接近但不等於(yu) 2的數字。
2001年，正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，並測量到了這個(ge) 被稱為(wei) g-2的微小差異，但發現它比理論學家預測的要稍微大一些。為(wei) 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(ge) 直徑為(wei) 15米的超導環形磁鐵旋轉。
在前段時間舉(ju) 行的一場電話會(hui) 議上，實驗的兩(liang) 位共同領導者打開了一個(ge) 信封，裏麵裝著未公開的時鍾頻率。當他們(men) 把這個(ge) 數字輸入電腦時，就顯示出了g-2的數值。團隊立刻意識到，這個(ge) 結果與(yu) 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(yu) 者、馬薩諸塞州波士頓大學的Lee Roberts說，“人們(men) 在鼓掌，跳上跳下。”
據悉，這兩(liang) 個(ge) 實驗室的綜合結果顯示，與(yu) 理論的差異顯著性為(wei) 4.2sigma，離科學家宣稱發現所需的5sigma（或標準差）還差一點。
μ介子g - 2小組現在正忙於(yu) 分析一些最新的數據，同時收集更多的數據。研究人員最終希望他們(men) 的測量精度能提高4倍。如果這個(ge) 差異是真實的，那麽(me) 標準模型就必須進行更新，加入新的粒子。但其中一個(ge) 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被排除。
自20世紀70年代首次提出以來，標準模型已經通過了所有測試，幾乎沒有什麽(me) 變化。但物理學家知道它肯定是不完整的，一些人希望μ介子將帶來它的第一次失敗。“如果我們(men) 證實了與(yu) 標準模型的差異，那就是人們(men) 50年來一直在尋找的東(dong) 西。”Roberts說。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.141801
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