逐渐接近第五种基本力存在的新物理学？缈子g-2实验新测量结果出炉

我们可能越来越接近发现新自然力存在的事实吗?由美国费米实验室执行的缈子 g-2 实验再发表新研究发现，支持缈子奇特摆动的数据让科学家越来越怀疑，可能有某种未知力量作用于缈子。

缈子（muon）是一种带负电的磁性粒子，与同属轻子的电子、陶子都有相似性质，但缈子质量约电子 200 倍。这些短命粒子的行为像微型磁铁，当处于磁场就会像陀螺一样旋转摆动，而物理学家以 g 值（g factor）数字来表示粒子的磁矩和旋磁比。

对缈子来说，g 值约 2.002331。然而科学家发现缈子的磁场强度会经量子物理学某种奇怪效应调整，其额外调整值被称为异常磁矩，或物理方程中的“g-2”;更令人着迷的是，某种未知粒子（或力）可能会改变科学家测量的 g-2 值。

粒子物理标准模型解释了物质的基本组成如何相互作用、如何受宇宙 4 种基本力（强核力、弱核力、电磁力、重力）控制，但最早在 2006 年时，纽约布鲁克黑文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）发现缈子的旋转速度与理论预测值背道而驰：比预期还要快。

2021 年，美国费米实验室公布整个物理学界都期待已久的缈子 g-2（Muon g-2）实验结果，再次支持 20 年前布鲁克黑文国家实验室的数据结果。

近日，费米实验室宣布该实验磁性测量精度提高 1 倍后的新分析结果，依旧指出缈子摆动速度与基于粒子物理标准模型的预测差异很大，暗示有神秘因素发挥作用。

该实验于零下 268℃ 环境进行，研究人员将缈子束射入直径 15 米的环状超导磁环，当缈子以接近光速的速度绕着环快速移动会与其他次原子粒子相互作用，后者就像舞伴会改变缈子的摆动。

虽然新结果不等于确认找到新的粒子或基本力，但很可能代表有新粒子或基本力引起这种偏差，意味什么有待继续观察。