期待已久的μ子实验结果即将公布

经过20年的等待，重启后的子实验结果即将公布。研究人员计划在4月7日公布子磁性的最新测量结果，相关发现可能会导致新粒子的发现。

名为介子g-2的实验是在美国费米国家加速器实验室进行的。1997年至2001年，子实验首次在布鲁克海文国家实验室进行，最终结果于2006年得到确认。发现子的磁矩(产生磁场的测量值)略大于理论预测值。

这个结果在物理学界引起了轰动和争议。如果这些结果最终得到证实，可能会揭示新粒子的存在，颠覆基础物理学。伊利诺斯大学厄巴纳-香槟分校的理论物理学家艾达艾尔-卡德拉说：“每个人都不安分。”

介子g-2实验通过在直径为15米的圆内移动粒子来测量介子的磁矩。一个强大的磁铁使介子保持在圆形轨道上，同时旋转它们的北磁轴和南磁轴。粒子的磁矩越强，轴的转速越快。"我们测量磁场中介子的旋转速率."波士顿大学的物理学家李罗伯茨说。

根据量子物理学的初步预测，基本粒子(如介子、电子)的磁矩恰好等于2(由测量单位根据粒子计算)。但更全面的计算揭示了这个值的偏差，这是由“真空从来都不是真正的真空”造成的，即介子周围的空间充满了各种“虚拟粒子”，改变了介子的磁场。这种微小的差异通常用g-2来表示。

在布鲁克海文国家实验室的实验中，物理学家发现g-2的值为0.0023318310。在这个实验中，介子磁矩的实验值必须与理论预测值进行比较，理论预测本身具有很大的不确定性。

去年，由El-Khadra领导的一个大型合作项目召集了几个研究小组，每个小组都专门研究一种虚拟粒子，并公布了基本常数的“共识”值。理论值和实验值的差异没有变化。

同样在去年，一个研究小组发表了一份预印本，表明介子g-2的理论值与实验值接近。该团队专注于——虚拟胶子，这是理论中一个特别顽固的不确定性来源。如果他们的结果是正确的，理论值和实验值之间的差距可能不存在。El-Khadra表示，初步研究结果“引起了极大的轰动”，引发了激烈的争论。

4月7日即将发布的结果可能无法解决这个问题。由于设备升级，团队最终希望将介子g-2的精度提高到布鲁克海文国家实验室的4倍。但到目前为止，研究误差并没有减少。然而，罗伯茨说，如果测量结果与最初的结果非常接近，人们对结果的信心就会增加。