粒子谜：物理学家证实μ子比预测更磁

物理学家对基本粒子和力量的理解的潜在呼应表现在看起来更真实。新测量确认了一个叫做μ子的短暂的子粒子可能比理论预测更略微更多的磁粒子，这是本周超过200个物理学家的团队。小异常 - 只有2.5份的10亿次，是一个受欢迎的威胁粒子物理学家的普遍理论，这是一个长期以来一直解释的标准模型，它们在原子踩踏者中看到的一切，并将它们留给了新的谜题。

“自20世纪70年代以来，我们一直在寻找标准型号的裂缝，”韦恩州立大学理论家的理论家阿列克莱Petrov说。 “这可能是它。”但是Brookhaven国家实验室的理论家莎莉道森，注意到结果仍然没有明确。 “除了说我们必须等待一段时间来看看它是否是真实的，我们对物理学的理解没有任何东西。”

几十年来，物理学家已经测量了μ的磁性，更重，较为不稳定的表兄弟，表现得像个小条磁铁一样。它们在垂直磁场中放入μ子，使它们水平地像小罗盘针一样旋转。 MuOn Twirl的频率揭示了它们的磁性，原则上可以指向新的颗粒，即使是欧洲大型Holdron Coller的原子Smasher的存在太大的爆炸也是过于巨大的。

这是因为，由于量子不确定性，μ子坐在其他颗粒和抗桩中的雾度和灭绝存在。这些“虚拟”粒子无法直接观察，但它们可以影响μ子的属性。 Quantum Mechence和Albert Einstein的特殊关系理论预测μ应具有一定的基本磁性。熟悉的标准模型颗粒围绕μ子捕集，磁力增加约0.1％。在真空中潜伏的未知颗粒可以添加另一种，不可预测的变化增量。

2001年，研究人员与Muon G-2实验，然后在布鲁克海文报道，μON是比标准模型预测的触感更多的磁力。差异仅为理论和实验性不确定性的约2.5倍。这在物理学家的标准附近，声称发现：五倍的总不确定性。但它是一种诱人的新颗粒，超出了他们的掌握。

-2 -1 2006平均平均2021 0 1 2 3 4测量和理论值之间的区别（亿分）不确定性标准模型预测

因此，在2013年，研究人员将对伊利诺伊州的费米国家加速器实验室（Fermilab）拖运了实验，在那里他们可以获得更纯粹的μONs的熔束。当改进的实验开始于2018年开始采取数据时，μ子磁性的标准模型预测有所改善，实验结果与理论之间的差异已上升至总不确定性的3.7倍。

现在，G-2团队已经发布了由改进的实验的第一个结果，使用1年的数据。新的结果几乎与旧的结果一致，球队今天在Fermilab的一个研讨会上宣布。一致性表明旧结果既不是统计氟克，也不是实验中一些未检测到的缺陷的产物，克里斯策划，克里斯策客，一位费尔米尔的物理学家和G-2团队的共同发言人。 “因为我是Brookhaven实验的研究生，所以对我来说肯定是一个压倒性的救济感，”他说。

新旧结果在一起扩大了与标准模型预测到实验和理论误差的4.2倍的分歧。这仍然不够申请明确的发现。但在一个类似暗示的新物理学的领域，俄勒冈大学理论家的理论家克雷厄姆克里布斯表示，穆森的磁性仍然是几乎奇异的谜题。 “没有别的东西真的有点突出，整个社区都是如此，”记住，我们也必须处理这个。“

整个G-2团队在2月25日分享了一刻的真理，实验者首先向自己展示了新的结果。实验涉及测量μON旋转精确精度的速率。并且为了让自己从潜意识地转向他们更喜欢的价值，实验者依赖于仅仅是两个人的秘密频率的时钟滴答，都在合作之外。由于Covid-19限制，仅在分析的最终分析时打开包含秘密频率的信封。 “绝对有这种极端紧张氛围，”华盛顿大学大学的研究生和团队成员汉娜·宾尼斯说。在几秒钟内，她说，研究人员使用秘密频率来弄清楚新结果与旧结果相匹配。

Petrov说，对新结果的直接反应可能是双重的。首先，通过实验价值确认，物理学家可能会质疑理论估计。从2017年开始，超过130名理论家在一系列研讨会上遇到了他们在2020年11月出版的标准模型预测的互联网上。但Petrov表示，计算是一种复杂的“霍奇波奇”，雇用了各种方法 - 从碰撞器结果外推开 - 占用不同类型的标准模型颗粒捕集在真空中。 Petrov说，理论家现在将加倍努力验证共识值并开发能够从第一原则计算它的计算方法。

而且，当然，其他人将开始查明将超越标准模型的新理论，并解释μ的额外磁化。 “这将是理论家的一个野外日子，”Petrov预测。由于G-2实验者仍然需要数据并希望在几年内将实验性不确定性降低75％，因此他们的沉思可能是一个早产。所以差异仍然可以褪色。但是，在穆森真正发出新的东西的机会上，很多理论家都会渴望开始。