学界期待已久的「μ介子反常磁矩实验」首个结果现已公布：基本粒子μ子（缪子）的行为和标准模型理论预言不相符。

这是迄今为止最精确的实验结果，堪称一个里程碑式的突破，这个结果为μ介子物理领域新物理的发现提供了强有力的证据。μ介子作为新物理的探针可以探测到未知的相互作用。

费米国家加速器实验室的物理学家今天宣布，μ介子--与电子相似的基本粒子--在绕着磁化环晃动时，晃动幅度超过预期。

这两个关于μ介子摆动或者磁矩的测量结果都远远超出了理论预测，正如去年一个由132名理论物理学家组成的国际联盟所计算的那样。

费米实验室和布鲁克海文实验室的综合测量结果与理论值相差4.2倍标准方差，比5倍标准方差略小（5倍标准方差是科学家宣布发现的最终标准）。

这已经是一个非常有力的证据，出现统计误差的概率仅有四万分之一。

从表面上看，这种差异强烈表明，自然界中的未知粒子正在给μ介子额外的推力。这样的发现终于预示着有50年历史的粒子物理标准模型的语言失败，这是一个描述已知基本粒子和相互作用的方程组。

「今天是非凡的一天，不仅是我们，也是整个国际物理学界期待已久的一天」，费米实验室 μ 介子g-2实验的领导者之一、意大利国家核物理研究所的物理学家Graziano Venanzoni告诉媒体。

意大利国家核物理研究所的物理学家Graziano Venanzoni

始于布鲁克海文国家实验室，科学家找到新物理学有力证据

1997年至2001年，最初的μ 介子 g-2实验是在布鲁克海文国家实验室（BNL）开始的。

物理学家没有从头开始建立一个新的实验，而是利用一系列驳船和卡车沿着大西洋海岸，穿过墨西哥湾，沿着密西西比河、伊利诺伊河和德斯普兰斯，将这个700吨重的电磁环送到位于芝加哥郊区的费米国家实验室。

2001年，研究人员公布了他们的第一个结果，μ介子的g因子是2.0023318404.

研究人员在2006年最终确定结果，发现μ介子的磁矩（产生的磁场量度）略大于理论预测。

当时，这一结果引起了物理界的轰动和争议。

如果这些结果最终得到证实，它们可能揭示新粒子的存在，并颠覆基础物理学。

布鲁克海文国家实验室的前身实验于2001年结束，它提供了μ介子的行为与标准模型不一致的提示。

而费米实验室的μ介子g-2实验的新测量结果与布鲁克海文国家实验室发现的数值非常一致，并以迄今为止最精确的测量结果与理论相左。

今日费米实验室发布了该实验的初步结果，测得μ子的反常磁矩为：

该值与依据标准模型计算得出的理论值相差3.3倍标准差，且与早前布鲁克海文国家实验室E821实验测出的μ子反常磁矩一致。

结合两次实验数据得出的μ子反常磁矩实验值为4.2倍标准差

然而，尽管许多粒子物理学家可能会欢呼雀跃，争先恐后地提出可以解释这种差异的新想法，但《自然》杂志今天发表的一篇论文将这种新的μ介子测量方法投射到了一片极其黯淡的阴影中。

正当费米实验室小组公布其新测量结果时发表的这篇论文表明，μ 介子测量到的摆动正是标准模型所预测的。

在论文中，一个名为BMW的团队提出了一个最先进的超级计算机计算最不确定的术语进入标准模型对 μ 介子磁矩的预测。

根据BMW的计算，这个词的价值远远高于去年Theory Initiative采纳的价值。BMW的较大项导致 μ 介子磁矩的总体预测值更大，使预测与测量结果一致。

如果新的计算是正确的，那么物理学家可能已经花了20年去追寻一个幽灵。

但是Theory Initiative的预测依赖于一种不同的计算方法，这种方法经过几十年的磨练，很可能是正确的。在这种情况下，费米实验室的新测量就成了粒子物理学多年来最令人兴奋的结果。

宾州州立大学的理论粒子物理学家Zoltan Fodor是BMW团队的一员，他说: 「这是一个非常敏感和有趣的情况。」

μ介子反常磁矩储存环的俯视图。μ介子在环中以将近光速顺时针运行 大约500圈以后（64微秒）会产生衰变。μ介子反常磁矩实验将通过测量μ介子衰变的产物（电子）来获得μ介子的磁性。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的粒子理论学家 Aida El-Khadra 共同成立了Theory Initiative，她解释说，应该严肃对待BMW的计算，但是这个计算没有被纳入理论计划的总体预测中，因为这项计算仍然需要审查。如果其他小组独立核实BMW的计算，Theory Initiative将纳入它的下一个评估。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的粒子物理学家 Aida El-Khadra 是Theory Initiative的组织者之一，Theory Initiative于去年发表了关于 μ 介子磁矩的最佳理论估计。

德累斯顿技术大学(Technical University of Dresden)的理论物理学家Dominik Stöckinger参与了Theory Initiative，也是费米μ介子g-2团队的成员。他说，BMW的结果造成了「一种不明确的状态」。

除非物理学家们对他们已知的17个标准模型粒子的影响达成一致，否则他们不能确定新的奇异粒子是否正在推动 μ 介子。

无论如何，我们有足够的理由保持乐观: 研究人员强