新的μ介子計算暗示了尚未看到的未知物理學

對一個叫做μ介子的電子的重量級表親的獨特擺動的實驗一再發(fā)現(xiàn)一些東西并不完全加起來，為未知的物理學指明了方向。

紐約布魯克海文粒子加速器的研究人員首次提供證據(jù)近20年后的異常情況，數(shù)百名科學家與μ介子g-2合作組織合作剛剛宣布μ介子在電磁場中運動的最新測量。

基于美國能源部費米國家加速器實驗室收集的大量新數(shù)據(jù)，新的分析證實了期望和結果之間的差異 116 592 055 x 10^-11.

可以肯定的是，這是一個很小的數(shù)字。但它可能會帶來一些重大的新發(fā)現(xiàn)。該分析的精度為百萬分之0.2，可以比作估計美國不同兩側的兩個人之間的距離，并且距離不到一米（幾英尺）。

“這項測量是一項令人難以置信的實驗成就，”說彼得·溫特，伊利諾伊州阿貢國家實驗室的物理學家?！皩⑾到y(tǒng)性不確定性降低到這個水平是一件大事，這是我們沒想到這么快就能實現(xiàn)的。

μ介子的平均壽命略高于幾微秒。但是在那個短暫的存在中，它們巨大的身體表現(xiàn)得很像一個電子，隨著電磁電流的推動而來回旋轉。磁矩.

物理學家對μ介子應該如何在電磁場中移動有一個很好的了解。他們甚至有一封描述這種運動的信 - g，代表陀螺磁比。

在只有電磁節(jié)拍和開槽μ介子的舞池中，理論上可以預測每一個回旋，g的值為2。

不幸的是，量子舞池是一個相當混亂的地方，擠滿了徘徊在存在邊緣的虛擬粒子。這種模糊的物體以微妙的方式推動和絆倒μ介子，導致它的boogaloo歪斜。

它們的存在表明g應該略高于2。從邏輯上講，從g上取下2應該表明所有這些量子爭吵的特征。

按照這本書，每一個量子門崩潰者及其標志性動作都應該在標準型號.我們甚至可以將這些效應相加，并在用單個數(shù)字預測μ介子的真實運動時將它們考慮在內(nèi)。

然而，這個數(shù)字并不是實驗者在大約20年前在布魯克海文進行的一系列實驗中發(fā)現(xiàn)的數(shù)字。也不是研究人員發(fā)現(xiàn)的費米實驗室的設備在2018年進行的一系列碰撞中。

粒子物理學中的期望和結果之間的不匹配通常歸結為三件事之一。這要么是統(tǒng)計上的曇花一現(xiàn)，要么是實驗缺陷，要么是理論空白。

其中，第三種可能性是最終的獎品——標準模型中渴望被填補的漏洞。

給定的現(xiàn)象如下暗能量和暗物質目前不能用物理學的標準模型輕松解釋，我們已經(jīng)懷疑它存在一些問題。

隨著μ介子g-2協(xié)作組織根據(jù)2019年和2020年費米實驗室粒子加速器的多次運行確認g-2的數(shù)量，我們可以確定我們尚未識別的新粒子和力的存在。

在未來幾年，這項合作將把過去的實驗結果與最近的數(shù)據(jù)結合起來，建立一個更強大的案例，一個可以滿足高標準的確定性并永遠改變物理學的案例。

本研究已提交給物理評論信用于同行評審。

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