科學家與工程師的差別在于:科學家喜歡意外,而工程師不喜歡意外。 μ介子是物理學中的基本粒子之一,帶一個單位的負電荷,自旋1/2,質(zhì)量大約是電子的200倍,壽命大約2微秒;由于宇宙射線撞擊大氣層時會產(chǎn)生大量的μ介子,μ介子的壽命又很短,于是到達地面的μ介子數(shù)量與μ介子的壽命息息相關(guān),這一原理還被當做狹義相對論時間膨脹效應的直接證據(jù)。 標準模型是一套描述強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用的物理理論,在去過幾十年間,標準模型取得了非凡的成就,目前為止,幾乎所有粒子物理實驗都符合標準模型的預言,圍繞標準模型頒發(fā)的諾貝爾獎有數(shù)十個。 按照標準模型的理論預言,在適當?shù)臈l件下,μ介子的磁矩是一個非常接近但是不等于2的數(shù),這被稱作“g-2”,這個理論值大約是2.00233183620(86)。 早在2001年,科學家就發(fā)現(xiàn)了g-2與實驗值存在差異,為了進一步驗證這個差異,科學家?guī)缀踔亟嗣绹M米國家加速器實驗室,制造了一個直徑15米的超導環(huán)形加速器,經(jīng)過多年的準備后,自2018年開始實驗,經(jīng)過一年多的數(shù)據(jù)收集,實驗結(jié)果顯示g-2的值為2.00233184122(82),與理論值的顯著差異為4.2σ(標準差)。 這個實驗結(jié)果讓科學家興奮不已,據(jù)實驗參與者Lee Roberts稱:大家都在歡呼,跳上跳下。 但是按照物理學的規(guī)矩,這次實驗的標準差還差一點(5σ)才能宣稱是新發(fā)現(xiàn)。 研究人員稱:此次公布的數(shù)據(jù)只是第一輪實驗的結(jié)果,第二輪和第三輪實驗數(shù)據(jù)還在分析當中,而第四輪實驗在進行當中,第五輪實驗還在計劃當中,目前為止,我們僅分析了實驗6%的數(shù)據(jù),未來我們希望將測量精度提高四倍。 費米實驗室的副主任Joe Lykken說:此次發(fā)現(xiàn)μ介子的異常磁矩是一項了不起的成就,它將在今后的幾年中,指導物理學修正標準模型。 自上世紀七十年代以來,標準模型通過了所有物理實驗的檢驗,并以令人驚訝的精度預測了幾乎每一次實驗數(shù)據(jù)。 此次μ介子的異常磁矩被證實,讓標準模型開始動搖,就如當初邁克爾遜-莫雷實驗讓經(jīng)典物理動搖,τ-θ之謎讓宇稱守恒動搖一樣,說不定μ介子異常磁矩的背后,還有一種全新的相互作用(第五種基本力)未被發(fā)現(xiàn),或者將徹底革命標準模型,甚至是隱藏了宇宙的終極理論。 我的內(nèi)容就到這里,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關(guān)注我們——艾伯史密斯! |
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