迄今为止最准确的测量结果揭示了子木的异常行为


时间:2021-04-09  来源:  作者:  点击次数:


到目前为止,最精确的测量结果揭示了子木的异常行为

这表明可能有新的未知粒子

科技日报北京4月8日电(记者刘霞)美国费米实验室子木反常磁矩实验表明,子木的行为与标准模型的理论预测不符。8日,记者从上海交通大学子物理团队负责人李良教授处获悉,他们在美国费米实验室参与的子g-2第一批结果今日公布,为存在测量精度前所未有的新物理提供了有力证据。

子木的“重量”是其近亲电子的200倍,这是宇宙射线穿透地球大气层时自然产生的。此外,费米实验室的质子加速器也能大量产生子木。

李良解释说:“子木和电子有内在的磁矩。在外部强磁场的作用下,子木磁矩会进动(摆动)。蝎子的固有磁矩决定了进动频率。这两者之间的比率被称为g因子,科学家可以准确计算出这个比率。”

李良进一步指出,当子木在磁场中旋转时,它还会与在时间和空间最深处波动的量子气泡(也称为“虚拟粒子”)相互作用。这些转瞬即逝的量子气泡会影响g因子,使子木运动得更快或更慢。粒子物理的标准模型可以准确预测这种异常磁矩影响。但如果量子泡沫含有新的力或粒子,G值会进一步变化。

2001年,布鲁克海文实验室测量的g因子值大于理论值,这表明子木的行为可能与标准模型不一致,并在物理学上引起轰动。20年后,子木反常磁矩实验以更高的测量精度再次证实了这一偏差。

据上海交通大学子木物理团队副教授徐金祥介绍,在最新的实验中,研究人员将费米实验室粒子加速器产生的子木束送入直径为15米的超导磁体储存环。强大的磁铁使子木保持在圆形轨道上。使用放置在环内的探测器,可以精确测量子木的进动频率,从而获得迄今为止最精确的g因子值,与布鲁克海文实验获得的测量值一致。

徐金祥说:“这两个实验结果的结合表明,侄子行为与标准模型不匹配的置信度为标准差的4.2倍,仅略小于标准差的5倍(科学家公布的最终标准)。这是一个非常有力的证据。统计误差的概率只有四万分之一。”

“这两个实验结果共同为新物理的存在提供了有力的证据,表明世界上可能存在新的未知粒子或力。”李良强调。

总编辑圈点

这个成果的内容我们可能不了解,但我们需要知道,这是物理学领域的一件大事!简单地说,新的实验展示了自然界中未知的粒子,给了子木——的额外推力,这个发现意味着有50年历史的粒子物理标准模型的预测失败了。对于物理学家来说,这不是挫折的结果,而是一场激动人心的战斗的开始。子木最初被认为是“新物理学的探索者”。现在,新的成果虽然不会完全颠覆标准模型,但也为大家指向了一个新的物理世界。


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