根据国外媒体的报道，人们期待已久的美国能源部费米国家加速器实验室的μ-2g子实验的结果表明，被称为μ子的基本粒子对于科学家而言表现最佳。 无法预测粒子物理学的理论-粒子物理学的标准模型。 这一具有里程碑意义的结果，以前所未有的精确度做出，证实了困扰研究人员数十年的差异。有充分的证据表明，介子偏离了标准模型的计算，这可能暗示了令人兴奋的新物理学。作为进入亚原子世界的窗口，介子可能与未发现的粒子或力相互作用。
“今天是不平凡的一天，不仅对我们来说，对整个国际物理学界来说都是期待已久的一天，”μg-2实验的共同发言人，美国国立科学研究院物理学家格拉齐亚诺·韦南佐尼说。意大利的核物理。 “我们的年轻研究人员功不可没，他们的才华，思想和热情使我们取得了令人难以置信的成就。”
介子的质量约为电子的200倍。 当宇宙射线撞击地球大气时，自然会产生μ子，费米实验室的粒子加速器会大量产生μ子。 像电子一样，介子的作用就像它们具有微小的内部磁体一样。 在强磁场中，μ子磁石的方向将被预先调整或摇摆，就像旋转的陀螺仪或陀螺仪的轴一样。 内部磁体的强度决定了μ子在外部磁场中的预处理速度，用数字描述，物理学家将其称为g因子。 可以超高精度计算该数字。
当μ子在μ子g-2磁体中循环时，它们还会与弹出和弹出的亚原子粒子的量子泡沫相互作用。 与这些短寿命粒子的相互作用将影响g因子的值，从而导致μ子的前进速度非常轻微地加速或减速。 标准模型可以非常准确地预测这种所谓的异常磁矩。 但是，如果量子泡沫包含标准模型未考虑的额外力或粒子，则将进一步调整介子的g因子。
“我们测量的数量反映了介子与宇宙中所有其他事物之间的相互作用。但是，当理论家使用标准模型中所有已知的力和粒子来计算相同数量时，我们得到的答案就不一样了。” 肯塔基大学的物理学家，μg-2实验的模拟经理Renee Fatemi说。 “这是有力的证据，表明介子对我们最好的理论中没有的事物很敏感。”
美国能源部布鲁克海文国家实验室的前身实验于2001年结束，这暗示了该介子的行为与标准模型不一致。 费米实验室的μong-2实验的新测量结果与布鲁克海文国家实验室的测量值非常一致，并且与迄今为止最准确的测量结果相矛盾。
μ子的公认理论值是：
g-因子：2.00233183620（86）
异常磁矩：0.00116591810（43）
[括号内为不确定性]
由μong-2实验合作小组于周三宣布的新的世界平均实验结果是：
g-因子：2.00233184122（82）
异常磁矩：0.00116592061（41）
费米实验室和布鲁克海文国家实验室的合并结果表明，与该理论的显着差异是4.2西格玛，虽然比科学家声称的发现所需的5西格玛（或标准差）略低，但这仍然是新的物理学证据。 结果是统计波动的概率约为40,000。
Fermilab实验重用了Brookhaven实验的主要组成部分，即直径50英尺的超导磁存储环。 2013年，它通过陆路和海路从长岛被运送了3200英里到芝加哥郊区。 科学家可以使用费米实验室的粒子加速器来产生美国最强的μ子束。 在接下来的四年中，研究人员进行了实验。 调整并校准了难以置信的均匀磁场； 开发新技术，仪器和模拟； 并彻底测试了整个系统。
μ子g-2实验将一堆μ子送入存储环，它们在其中以接近光速的速度循环数千次。 环内的探测器使科学家能够确定μ子的预处理速度。
在2018年投入运营的第一年，费米实验室的实验收集的数据超过了之前所有μμg因子实验的总和。 通过来自7个国家/地区的35个研究机构的200多名科学家的合作，μ子g-2实验现已完成了对首次运行的80亿μ子的运动分析。
费米实验室的科学家克里斯·波利（Chris Polly）说：“布鲁克海文实验20年后，这个谜团终于解决了。这真是令人满足。” 他是该实验的共同发言人，也是布鲁克。 Haven Labs的首席研究生。
实验第二和第三轮的数据分析正在进行中，第四轮正在进行，第五轮也正在计划中。 结合这五次运行的结果，科学家将对μ子晃动进行更精确的测量，并更确定地揭示量子泡沫中是否隐藏了新的物理学。
“到目前为止，我们分析的数据还不到实验中收集到的数据的6％。尽管这些初步结果告诉我们，与标准模型有一些有趣的差异，但在接下来的几年中，我们将学到更多。” 波莉说。
费米实验室研究副主任乔·莱克肯说：“锁定μ子的微妙行为是一项了不起的成就，它将在未来几年中超越标准模型指导物理学的探索。” “这是粒子物理学研究的激动人心的时刻，费米实验室处于前沿。”