芝加哥附近费米国家加速器实验室(Fermilab)的物理学家发现了更多的证据,证明μ介子(一种亚原子粒子)的摆动远远超过了应有的程度;他们认为这是因为一个未知的力在推动它。
该结果建立在2021年之前的一个实验基础上,但产生了四倍的数据,实验不确定性降低了两倍。如果这些发现是真的,并且围绕这些测量的理论争议可以被克服,那么它们代表着物理学的一个突破,这是50年来从未见过的,当时解释亚原子粒子的主导理论已经固化 
换句话说,μon的分钟抖动—称为磁矩—有可能动摇科学的根基 
“我们真的在探索新的领域,”费米实验室的资深科学家布伦丹·凯西在一份声明中说,他从事这项被称为Muon g-2的实验。“我们正在以前所未有的精度确定μ介子磁矩。”
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μ介子有时被称为“胖电子”,与电子相似,但重量是电子的200倍,并且放射性不稳定—在百万分之一秒内衰变为电子和被称为中微子的微小、幽灵般的无电荷粒子。μ介子还有一种叫做自旋的特性,这使它们的行为就像是微小的磁铁,导致它们在磁场中像微型陀螺仪一样摆动
为了研究μ介子的摆动,费米实验室的物理学家让粒子绕着一个;零下450华氏度(零下268摄氏度)的超导磁环,其速度几乎为光速—由于相对论时间膨胀,μ介子的短寿命延长了约3000倍
通过观察μ介子在50英尺直径(15米)的环上绕了数千圈时是如何摆动的,物理学家们汇编的数据表明μ介子的摆动幅度远远超过了应有的幅度;解释所有亚原子粒子的一组方程,自20世纪70年代中期以来一直保持不变 
这种神秘的东西可能是一种完全未知的自然力(已知的四种是引力、电磁力和强弱核力)。或者,它可能是一个未知的奇异粒子,或者是一个新维度或时空未被发现方面的证据 
但无论他们以何种方式对其进行切片,物理学家的数据表明,一些未知的东西正在推动和拉扯环内的μ介子
但是,完全确认需要更长的时间。为了尽可能确定,物理学家将使用g-2实验2018年至2023年期间收集的所有数据:目前的结果只使用2019年和2020年的数据。其次,他们需要等待标准模型的理论预测才能赶上
2024-03-12
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