费米实验室的Muong2实验最终为粒子物理学家提供了模型的暗示

　　自2012年期待已久的希格斯玻色子检测以来，粒子物理学家一直在更深入地探索亚原子领域，以期进行超出粒子物理标准模型的研究。通过这样做，他们希望确认以前未知粒子的存在和奇异物理学的存在，并希望更多地了解宇宙是如何开始的。
　　在费米国家加速器实验室又名费米实验室，研究人员一直在进行Muon g-2实验，该实验最近宣布了其首次运行的结果。费米实验室团队由于其仪器前所未有的精度，发现他们的μ子在行为上与标准模型不一致，从而解决了数十年来一直存在的差异。
　　涉及μ子的实验始于数十年前的欧洲核研究组织（CERN），最近在纽约的布鲁克海文国家实验室（BNL）进行。2011年，费米实验室（Fermilab）接管了BNL停工的地方，并开始致力于开发强大的加速器，以探索短寿命的μon粒子与真空中强磁场的相互作用。
　　类似于电子质量是电子的200倍，当宇宙射线撞击地球大气时，自然会产生μ子。另一个相似之处在于，μ子的行为就像旋转的磁体一样，其强度决定了它们在外部磁场中进动（旋转）的速率（被称为＂ g因子＂）。对于μ子，其g因子略大于2（因此称为实验名称）。
　　Muon g-2实验的目的是检查在强磁场作用下μon的进动率。通过测量其g因子，使其精度达到百万分之0.14（ppm），组成Muon g？2协作的研究人员希望看到它们的行为是否与标准模型（SM）的预测一致。如果不是，则表明存在超出SM的物理，需要加以考虑。
　　意大利国家核物理研究所（INFN）的物理学家Graziano Venanzoni也是Muon g-2实验的发言人。正如他在4月7日宣布的第一次研讨会结果公开的研讨会上所说的那样，结果与SM的预测不一致：
　　＂今天是不平凡的一天，不仅我们而且整个国际物理学界都期待已久。我们的年轻研究人员以他们的才华，思想和热情，为我们取得了令人难以置信的成就提供了很多荣誉。＂
　　美国能源部BNL的前身实验于2001年结束，首次提供了暗示，表明介子的行为不符合标准模型。Fermilab的Muon g-2实验的第一个结果-迄今为止最精确的结果-与BNL研究小组获得的结果高度吻合。这两个实验的核心都是一个15.25米（50英尺）的超导磁存储环。
　　Muon g-2磁铁于2013年到达费米实验室。
　　该组件于2013年被运送到芝加哥，与费米实验室的粒子加速器集成在一起，以产生美国任何实验室中最强的μ子束。该光束被引导到存储环中，在那里，μ子被加速到接近光速的速度。当μ子循环数千次时，它们与短寿命的亚原子粒子相互作用，这些粒子在真空中不断地出现和消失。
　　这些量子级的相互作用会影响g因子的值，从而导致μ子的进动加快或减慢。这导致了所谓的＂异常偶极磁矩＂，其中相互作用的影响有助于粒子的磁矩。SM可以非常精确地预测到这种效果，但是SM或粒子之外的附加力的存在会产生附加效果。
　　费米实验室（Fermilab）和BNL获得的结果表明，异常磁矩不同于SM预测的磁矩，有效值为4.2 sigma。此外，研究人员确定，他们的结果归因于统计波动的机会只有40,000的1。肯塔基大学的物理学家，Muon g-2实验的模拟经理雷妮·法特米（Renee Fatemi）说：
　　＂我们测量的数量反映了介子与宇宙中其他所有物质的相互作用。但是，当理论家使用标准模型中所有已知的力和粒子来计算相同的数量时，我们不会得到相同的答案。这有力的证据表明，μ子对我们最好的理论中没有的东西很敏感。＂
　　Fermilab研究部副主任Joe Lykken补充说：＂遏制介子的微妙行为是一项了不起的成就，它将在未来的几年中指导物理研究超越标准模型。＂ ＂这是粒子物理学研究的激动人心的时刻，费米实验室处于前沿。＂
　　Muon g-2实验的第一个结果证实了二十年前BNL进行的实验的结果。
　　尽管这些结果略小于声明阳性结果所需的5σ的标准偏差，但这仍然是额外物理学的有力指示。同时，费米实验室（Fermilab）的团队正在忙于分析在实验的第二和第三次运行中获得的数据，以查看这些数据是否可能获得了更令人信服的结果。第四轮正在进行中，第五轮计划在未来进行。
　　将所有五个运行的结果相结合，将为研究人员提供对μ子g因子的更精确测量。经过数十年的研究，科学家们最终可能会发现量子泡沫中是否存在其他掩盖了时间和空间的物理学。费米实验室科学家克里斯·波利（Chris Polly）说，他是布鲁克海文实验的首席研究生，也是本实验的联合发言人：
　　＂自布鲁克海文实验结束以来已经过去了20年，终于解决这个奥秘真是令人满足。到目前为止，我们仅分析了该实验最终收集的不到6％的数据。尽管这些最初的结果告诉我们，标准模型之间存在着令人着迷的差异，但在未来几年中，我们将学到更多。＂