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科学 · 约 1 分钟

μ子的磁性不符合物理标准模型,科学家百思不解

μ子的实际磁矩比理论值稍强,暗示存在未知新粒子或力。

费米实验室的μ子g-2实验装置,一个巨大的环形磁铁

到底是怎么回事

μ子(读作“缪子”)是一种比电子重约 207 倍的基本粒子,存在时间极短。科学家通过测量 μ 子在强磁场中的进动,精确计算出了它的磁矩。然而,实验得到的数值与粒子物理标准模型预测的值有微小差异——偏差约为 0.0025%。这看似微小,但在物理学中已经足够显著,暗示可能存在未知的粒子或力。

多知道一点

这个实验在费米实验室进行,项目称为 μ 子 g-2 实验。2021 年公布的结果与理论偏差达到了 4.2 个标准差,距离物理学公认的“发现”标准(5 个标准差)仅一步之遥。如果确认,这将是继中微子振荡之后最重要的物理发现之一,可能开辟全新的物理领域。

没想到吧

μ 子本身也很神奇:它是由宇宙射线撞击大气层产生的,每分钟约有 10,000 个 μ 子穿过我们的身体,但我们毫无感觉。而且,根据相对论,μ 子的寿命由于高速运动而被延长,这让它们能够从大气层到达地面——如果按静止寿命(2.2 微秒)计算,它们会在途中衰变殆尽。

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