期待已久的费米实验室结果为全新物理学提供了证据

美国期待已久的结果费米国家加速器实验室，即其粒子物理和加速器实验室，通常被称为费米实验室，通过证明基本粒子的行为方式并不像我们最好的理论，即粒子物理标准模型所预测的那样，强化了全新物理学的证据。

Muon g-2 实验宣布其第一批结果并独立证实了之前的观测结果。合作发现，测量到的μ子磁矩值与标准模型预测值不同。研究结果已达到4.2 sigma不确定度的阈值，接近科学证据中5 sigma的“黄金标准”确定性水平，但尚未达到。这仍然意味着，这是一个侥幸的概率为十万分之三。

虽然尚未完全证实，但这一发现是迄今为止最有力的证据，表明不仅存在未知的物理学，而且我们知道了一个非常好的起点来寻找它，这非常令人兴奋。

“今天是一个不平凡的日子，不仅我们期待已久，整个国际物理学界也期盼已久。”说意大利国家核物理研究所物理学家、Muon g-2 实验联合发言人 Graziano Venanzoni 表示：“我们的年轻研究人员功不可没，他们凭借自己的才华、创意和热情，让我们取得了这一令人难以置信的成果。”

Muon g-2 实验一直在研究 μ 子的异常磁偶极矩，μ 子是一种类似于电子但质量是电子 207 倍的粒子。该实验测量了 μ 子内部磁性的强度，从理论上我们可以清楚地预测到这一点。但之前的测量结果暗示了一个与预期截然不同的值。

存在一些不确定性，因此一种可能性是测量结果只是统计上的偶然。或者，实验和/或分析存在一些未知问题。最令人兴奋的是最后一种解释：这些发现是由于我们的理论中未预测到的力或粒子造成的。

为了更清楚地了解发生了什么，物理学家们不得不将实验移到美国各地约 5,000 公里（3,200 英里）的地方。2006 年公布的最初结果来自纽约长岛的布鲁克海文国家实验室。但研究人员需要一台更大的μ子加速器。芝加哥的费米实验室就有一台，所以他们决定将实验移到那里，因为这样比建造新的加速器更便宜。

巨大的 Muon g-2 电磁铁向下流到佛罗里达州，然后经由田纳西州 - 汤比格比河道和伊利诺伊河，直到到达芝加哥。

费米实验室的实验并持续了大约三年。总共分析了 80 亿个μ子，数据量是原始实验的 21 倍，测量精度提高了 10,000 倍。这只是实验的第一轮。第二轮和第三轮的数据目前正在分析中，第四轮正在进行中。

“布鲁克海文实验结束 20 年后，终于解决了这个谜团，真是令人欣慰，”费米实验室科学家克里斯·波利 (Chris Polly) 说道，他是当前实验的联合发言人，也是布鲁克海文实验的首席研究生。“到目前为止，我们只分析了实验最终将收集的不到 6% 的数据。虽然这些初步结果告诉我们，与标准模型存在有趣的差异，但我们将在未来几年了解更多。”