革命性物理颠覆：神奇亚原子粒子行为引发学界震荡

华盛顿，8月10日 - 在美国实验室中进行的一个奇特的亚原子粒子，被称为“缪子”，在一个特殊的摆动中，使科学家越来越怀疑他们在对物理学的理解中漏掉了一些东西 - 也许是一些未知的粒子或力量。

研究人员于周四宣布了他们在美国能源部费米国家加速器实验室（位于伊利诺伊州巴塔维亚）的实验中，关于这种名为缪子（发音为MEW-on）的磁性负电粒子的新发现。缪子与它的表兄电子相似，但质量大200倍，是一个磁性的负电粒子。

这个实验研究了缪子在穿越磁场时的摆动。与电子一样，缪子有一个微小的内部磁铁，使它在磁场中摆动 - 或者从技术上讲，“进动”，就像旋转陀螺的轴线一样。

但在实验中测得的摆动速度与基本粒子物理学的标准模型所预测的速度相比，有了相当大的变化。标准模型是解释物质基本构建块如何通过宇宙中的四种基本力相互作用的理论。

这些新发现建立在2021年公布的数据的基础上，继续暗示着研究人员正试图解决理论预测与实际实验结果之间的差异所蕴含的一些神秘因素。

“我们正在寻找缪子是否与我们所不知道的某些东西相互作用。它可以是任何东西：新粒子，新力量，新维度，时空的新特性，任何东西，”费米实验室的高级科学家之一、这项研究成果发表在《物理评论快报》上的一篇研究论文的作者之一布兰登·凯西（Brendan Casey）说。

“我喜欢疯狂，所以我希望这可能是洛伦兹违例之类的东西，或者时空本身的其他新属性。那将是疯狂和革命性的，”凯西补充道。

凯西提到的是洛伦兹不变性的原则，这一原则认为物理定律在任何地方都是相同的。

“是的，可以说这可能指向未知的粒子或力量，”伦敦大学学院的物理学家、研究合著者丽贝卡·奇斯莱特（Rebecca Chislett）兴高采烈地说道。“由于理论界的新结果，目前很难准确地说出两者（预测的缪子行为和观察到的行为）之间的差异是什么，但理论家们正在努力解决这个问题。”

这个实验是在华氏零下450度（摄氏零下268度）的条件下进行的。研究人员将缪子束发射到一个直径为50英尺（15米）的甜甜圈状超导磁场存储环中。当缪子以接近光速的速度穿梭于环道之间时，它们与其他亚原子粒子相互作用，就像微小的舞伴，改变了它们的摆动。

2021年的结果同样显示出异常的摆动。新的结果是基于四倍数量的数据，增强了对发现的信心。

“凭借所有这些新知识，结果仍然与之前的结果相吻合，这非常令人兴奋，”奇斯莱特欢呼道。

研究人员希望在大约两年的时间内，利用他们收集到的所有数据宣布最终结果。

“这个实验测量了缪子在磁场中旋转的速度。概念很简单。但要达到所需的精度需要多年的实验建设和数据采集。我们从2018年到2023年采集了数据。新的结果基于我们2019年和2020年的数据，”凯西带着喜悦的微笑回忆道。

“我们必须耐心等待，因为我们需要标准模型的预测赶上我们，以便我们能够充分利用我们的数据。我们也感到非常困惑，因为有不同的方法来预测我们的实验应该看到什么，但它们并不一致。因此，我们肯定是漏掉了某种非常根本的东西，这非常有趣，”凯西沉思道。

Source : Reuters (Reporting by Will Dunham)