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物理顛覆突破:世界上可能存在未知粒子及新作用力

  費米實驗室繆子反常磁矩的首個實驗結果表明基本粒子繆子的行為和標準模型理論預言不相符。該結果與早期美國布魯克海文實驗室的實驗結果相一致。

  物理教科書的說法是比較嚴格、認真的,認為迄今為止能有可靠實驗支持的只有四種基本相互作用力。

  而現在費米實驗室繆子反常磁矩的實驗為新物理的存在提供了強有力的證據,預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。在過去的半個世紀,人們對亞原子世界的了解並沒有取得突破性進展。有一些無法解釋的現象(如暗物質、暗能量),只能通過理論推導,再在技術允許的時候慢慢驗證。

  而一種被稱為 μ子(moun)的亞原子粒子磁性能數據和理論之間一直存在分歧。在往後的 70 年裡,科學家們不斷預測並測量了μ子和電子的磁矩,其精確度達到了驚人的小數點前後十二位數。

  人們發現,測量和預測的結果幾乎一致:前十位數字為同樣的數字。但是,理論和實踐對於最後的兩位數出現了分歧。這樣的誤差,大於預測和測量之間不確定性所產生的分歧,兩者之間總有一個有問題。

  我們知道, 物理學是一門自然科學, 它的目的是要尋求對自然現象邏輯上簡單的描述。如果數據和理論不一致,顯然其中一個或兩者均是錯誤的。人類的測量可能有錯,計算也可能有錯,或者計算未包含所有的相關影響。如果最後一個選項是對的——存在被忽略的影響因素——則意味著我們物理學的標準模型是不完整的。

  這就意味著,現實的物理世界中存在一些新的、意想不到的東西。

  費米實驗室表示,Muon g-2 實驗的第二和第三輪數據分析正在進行中,第四輪實驗正在進行中,而第五輪正在計劃中。

  「證實μ子的微妙行為是一項了不起的成就,它將在今後的幾年中指導人們提出超越標準模型的新物理研究」費米實驗室研究副總負責人 Joe Lykken 說道。

  如果這些結果最終得到證實,它們可能揭示新粒子的存在,並顛覆基礎物理學。物理學家們熱切期待新測量結果,是因為 μ 介子的磁矩編碼了大量關於宇宙的信息。

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