备受期待的结果加强了新物理证据

发布日期:2025-06-05 10:29:23 阅读:9

高度期待的结果强化了新物理的证据 一项国际科学实验的备受期待的结果为未被发现的亚原子粒子或新力量的存在提供了强有力的证据。今天宣布的来自费米国家加速器实验室的Muon g-2实验的结果提供了令人振奋的证据,表明所谓的μ子这种基本粒子并不按照物理学领先理论——标准模型的预期方式行事。 英国的科学家受科学与技术设施委员会资助,在g-2实验中发挥了至关重要的作用。Muon g-2实验通过精确地研究μ子与周围磁场的相互作用来寻找新粒子和力量的迹象。μ子放置在磁场中时,自身就像一个微小的磁罗盘,类似于陀螺仪,这个罗盘以一个特定的精确频率旋转,这是标准模型预测的。然而,g-2协作组已经测量出这种旋转速度比预测的更快——暗示了我们对物理学的当前理解是不完整的,并提示着附近的μ子亚原子量子波动中存在额外粒子或隐藏的亚原子力量的存在。 这一结果已经被期待了十多年,自从2006年发表的布鲁克海文国家实验室的实验与标准模型相悖。费米实验室引人期待的结果将这项实验的精确度推入了尚未探索的领域,以验证或否定这一发现。曼彻斯特大学的马克·兰开斯特教授是g-2实验的英国负责人,也是该实验的前任共同发言人。他说:“这是一个期待已久的测量结果,为存在新的粒子和力量提供了强有力的迹象。”我们知道我们当前的基本粒子和力量列表是不完整的,因为它们无法解释宇宙的暗物质内容,或者解释宇宙中几乎没有反物质的现象。单这个测量结果本身就有千分之一的几率是统计误差,与布鲁克海文实验的先前测量相结合的概率为四万分之一。这还差一步达到粒子物理学用来宣称发现的百万分之一的黄金标准,但我们目前正在分析更多数据,将使测量的精确度显著提高两倍以上。” 这一结果,以及其他最近的发展,包括上周的LHCb实验结果,都可能表明科学家们正处于一个新物理时代的边缘。兰开斯特教授补充说:“当与欧洲核子研究组织的LHCb实验最新的测量结果结合在一起时,似乎出现了μ子的行为与我们的理论预测不同的模式。”“这项测量是粒子加速器上有史以来的最精确测量:其精确度优于每百万份之0.5。” Muon g-2是费米实验室与七个国家的几十个实验室和大学之间的国际合作项目,包括英国。英国合作包括兰开斯特大学、利物浦大学、曼彻斯特大学和UCL以及科克罗夫特加速器研究所。科学与技术设施委员会自2014年以来支持了英国在这项实验中的角色,英国物理学家在这项实验中起着非常重要的作用,为实验提供了两个主要探测系统之一,以及2018年至2020年的共同发言人之一。利物浦大学和UCL负责了实验的一个关键探测系统的建造,许多年轻研究人员认的才华和智慧使这个测量成为可能。”

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