物理顛覆突破：世界上可能存在未知粒子及新作用力

　　費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室繆子反常磁矩的首個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基本粒子繆子的行為和標(biāo)準(zhǔn)模型理論預(yù)言不相符。該結(jié)果與早期美國布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。

　　物理教科書的說法是比較嚴(yán)格、認(rèn)真的，認(rèn)為迄今為止能有可靠實(shí)驗(yàn)支持的只有四種基本相互作用力。

　　而現(xiàn)在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室繆子反常磁矩的實(shí)驗(yàn)為新物理的存在提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，預(yù)示著世界上可能存在新的未知的粒子或者作用力。

　　比原子還小的粒子，我們稱之為亞原子。在過去的半個(gè)世紀(jì)，人們對(duì)亞原子世界的了解并沒有取得突破性進(jìn)展。有一些無法解釋的現(xiàn)象（如暗物質(zhì)、暗能量），只能通過理論推導(dǎo)，再在技術(shù)允許的時(shí)候慢慢驗(yàn)證。

　　而一種被稱為 μ子（moun）的亞原子粒子磁性能數(shù)據(jù)和理論之間一直存在分歧。在往后的 70 年里，科學(xué)家們不斷預(yù)測(cè)并測(cè)量了μ子和電子的磁矩，其精確度達(dá)到了驚人的小數(shù)點(diǎn)前后十二位數(shù)。

　　人們發(fā)現(xiàn)，測(cè)量和預(yù)測(cè)的結(jié)果幾乎一致：前十位數(shù)字為同樣的數(shù)字。但是，理論和實(shí)踐對(duì)于最后的兩位數(shù)出現(xiàn)了分歧。這樣的誤差，大于預(yù)測(cè)和測(cè)量之間不確定性所產(chǎn)生的分歧，兩者之間總有一個(gè)有問題。

　　我們知道， 物理學(xué)是一門自然科學(xué)， 它的目的是要尋求對(duì)自然現(xiàn)象邏輯上簡單的描述。如果數(shù)據(jù)和理論不一致，顯然其中一個(gè)或兩者均是錯(cuò)誤的。人類的測(cè)量可能有錯(cuò)，計(jì)算也可能有錯(cuò)，或者計(jì)算未包含所有的相關(guān)影響。如果最后一個(gè)選項(xiàng)是對(duì)的——存在被忽略的影響因素——則意味著我們物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型是不完整的。

　　這就意味著，現(xiàn)實(shí)的物理世界中存在一些新的、意想不到的東西。

　　費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室表示，Muon g-2 實(shí)驗(yàn)的第二和第三輪數(shù)據(jù)分析正在進(jìn)行中，第四輪實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中，而第五輪正在計(jì)劃中。

　　「證實(shí)μ子的微妙行為是一項(xiàng)了不起的成就，它將在今后的幾年中指導(dǎo)人們提出超越標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理研究」費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室研究副總負(fù)責(zé)人 Joe Lykken 說道。

　　如果這些結(jié)果最終得到證實(shí)，它們可能揭示新粒子的存在，并顛覆基礎(chǔ)物理學(xué)。物理學(xué)家們熱切期待新測(cè)量結(jié)果，是因?yàn)?μ 介子的磁矩編碼了大量關(guān)于宇宙的信息。