通过测量电子般的隆隆颗粒的磁性特征,科学家发现了现行物理学理论可能裂缝的证据。

30年来,称为标准模型的理论对其对基本粒子的性质和相互作用的预测进行了所有挑战(SN:7/1/95,第10页)。尽管这一理论取得了成功,但物理学家长期以来一直怀疑这是亚原子世界的不完整情况。
在纽约州厄普顿布鲁克黑文国家实验室的教条摇滚实验中,国际研究人员团队发现了与标准模型对MUON磁性强度的预测的微小偏差。这些发现是在2月8日在实验室的一次座谈会上宣布的。
波士顿大学的研究小组成员詹姆斯·米勒(James P. Miller)说,标准模型的预测与新测量的差异类似于一对长的弦,其长度为细菌的长度。
尽管如此,耶鲁大学的研究负责人弗农·休斯(Vernon W. Hughes)说,“任何偏差都表明实验中或标准理论中缺少某些东西。 。 。 。一种可能的解释是,偏差表明一些新物理学。”
尽管是电子的堂兄,但穆恩的重量约为200倍。加速器和宇宙射线碰撞会产生muons,但颗粒迅速腐烂。这使得本质上很少见。
Muons具有称为自旋的量子机械性能,类似于顶部的旋转。由于这种特征,穆恩斯的行为就像是小棒磁铁。它们的旋转还使它们变成微小的陀螺仪,通过水平旋转旋转轴的轴向响应向上或向下的力。
为了测量智能特性,布鲁克黑文的研究人员将强烈的亮束发射到了一个非常均匀的磁场中。由于兆子充电,该田地使他们绕了一个圆圈。当超速臂线进入磁场时,它们的旋转轴最初指向颗粒的总体运动方向。然后,这些轴从前方死去。实际上,在加速器周围的每29个muon轨道上,颗粒的旋转轴扫过360º。
物理学家说,一种量子现象会导致这种进动,这与MUON的磁力强度有关。当Muons绕加速器圈出时,它们反复转变为更重的,所谓的虚拟颗粒,然后再次返回。这种循环影响了若子的测量值,因此,如果穆恩在整个过程中保持稳定,结果与预期的结果有所不同。
标准模型预测已知的虚拟颗粒对MUON磁强度的影响。实际上,在1970年代后期,实验者发现了MUON磁强度接近理论预测的值。布鲁克黑文团队以精确度的六倍重做了测量。米勒说,结果“不是我们认为它将基于我们所知道的粒子和我们理解的力量的价值。”
到目前为止,研究人员已经评估了10亿个μ子的磁性测量值。他们说,除非他们可以分析其原始数据中剩余的40亿个muon测量值,否则他们不能排除偏差是一种统计氟。更重要的是,来自其他地方的实验的新数据可能会改变标准模型的理论预测,从而实际上与Brookhaven的结果相匹配。
“一定程度的谨慎肯定是有序的。这是一个艰难的实验,”马萨诸塞州理工学院的弗兰克·威尔西克评论道。他说,结果仍然“对于每个考虑基本物理学的人来说都是令人兴奋的。”
实验暗示,迄今未知的东西可能存在。许多物理学家将新发现视为一种称为超对称性理论的迹象,该理论预测了每个已知粒子的伴侣粒子的存在。这些颗粒的虚拟形式可能来自若氏剂,并解释布鲁克黑文的发现。
密歇根大学安阿伯大学的戈登·凯恩(Gordon L.他说,布鲁克黑文实验中差异的大小表明,任何可能已经表明自己的新影响都具有与已经知道的粒子质量相似的质量。
休斯警告说,超对称只是差异的一种可能解释。在另一种情况下,穆恩可能由较小的亚基组成,而不是基本粒子,如今所认为。