子案例只是一个新发现的开始，它将改变我们对宇宙的理解

　　＂μ子案例＂(Muon Case)的范围。这只是一个新发现的开始，它将改变我们对宇宙的理解。它属于特定的群体，宇宙中最未知的粒子的一切。
　　有时被称为＂鬼魂＂，这种粒子能接触到虚无，这些粒子来自宇宙，以每平方毫米的皮肤数以百万计的速度穿过我们。微粒如此之小，以至于生活在我们眼睫毛上的螨都是它们旁边的巨大巨人。
　　有时他们跳到了μ子的头条上，他们的行为和人们没有预料到的一样；中微子，这可能是造成这一现象的原因。宇宙起源或者希格斯玻色子，它被描绘成有钥匙的候选，这样有一天看不见的宇宙就可以被解释。
　　我们中的许多人--他们不是特定物理学家群体的一分子--甚至都不了解这些粒子的知识程度。
　　掌握在你手中的将是定义未来的东西，一个科幻小说还没有时间去想象的未来。
　　一个充满希望的宇宙的门口打开一条狭缝，充满了如此疯狂和强大的粒子，以至于当人类认识并支配它们时，他们不仅会回答诸如宇宙起源等永恒的问题，而且还将能够利用他们的超能力：前往平行宇宙，传送等等。你怎么了？好吧，也许我已经越过了这里的边界。
　　在我们进入像量子空虚或暗物质这样未知的地方之前，我应该先介绍皮拉尔·埃尔南德斯·加马佐教授。
　　皮拉尔·埃尔南德斯瓦莱西亚大学理论物理学教授是欧洲粒子实验室科学政策委员会(CERN)的成员，CERN是世界上最大的基础物理研究中心，此外，或最重要的是，是CSIC/UV联合中心-Corposcular物理研究所(FIC)的研究员。
　　皮拉尔·埃尔南德斯(Pilar Hernández)在中微子物理学、有效理论在寻找新物理学中的应用、宇宙中物质与反物质不对称的起源以及时空网络中量子色动力学的研究等方面作出了重要贡献。
　　尽管如此，在那些每天不吃早餐的人之间很难适应，在采访她之前，在采访她之前，我无法从脑海中删除一段历史视频，其中一位记者采访了伟大的物理学家理查德·费曼(RichardFeyman)。
　　记者问为什么吸引两块磁铁。费曼在20分钟后得出结论，为了对这个问题给出一个深入的答案，那些听他说话的人必须具备物理学的基本知识。
　　所以我担心，如果没有皮拉尔·埃尔南德斯的绝望，我的面试时间就不会超过20分钟。然而，他一直陪着我走到最后..。甚至，直到我问到，到目前为止，μ子是否真的能破坏物理学的基础。
　　我曾要求与皮拉尔·埃尔南德斯(Pilar Hernández)进行这次采访，让他们到那里，看看媒体头条上最后一个基本粒子--μ介子。
　　最近，一项实验在费米(其中一个令人难以置信的粒子的巨大加速器)移除了世界的物理学家，在大众媒体的头条新闻中出现了这样的说法：μ子质疑物理定律。＂或者＂未知的力量主宰亚原子世界＂。
　　所以我要去问皮拉尔·埃尔南德斯关于μ子的问题。但我感觉就像一个外星人想知道海洋的居民，只询问海豚的情况。
　　我把自己扔进泥潭里，问了一个像理查德·费曼那样的问题，让我得到了一个答案：
　　当你看着一只手，你看到一只手吗？或者你看到了粒子星云？
　　显然，如果我看一只手，我看到一只手，我们不是那么奇怪的理论物理学家。但同样令人困惑的是，你必须看到有如此多的基本粒子是物理学家最先发现和观察到的。
　　这个小麻烦是怎么开始的？
　　它开始于能够观察到最小的物体时，人们开始了解物质、手或一张纸、铁、钻石的结构……。任何日常物品。
　　在20世纪初，量子力学允许我们理解原子的结构，而爱因斯坦的狭义相对论使我们在接近光速时对时空的理解发生了革命性的变化。
　　量子力学与相对论的统一是知识的一大飞跃，由此产生了量子场论。这一理论统一了粒子和场的经典概念。
　　原子不是一种小型太阳系，电子围绕正电荷核运行
　　在很小的距离内，粒子和场是同一枚硬币的两面。因此，原子不是某种小型太阳系，电子围绕正电荷核运行。这是一个非常简单的图片，什么是实际存在的。
　　那到底是什么？我怎么能想象一个原子？
　　例如，最简单的原子，只有一个质子和一个电子的氢原子。质子是＂太阳＂而电子是围绕着它的行星吗？因为在现实中，原子中的电子并不遵循明确的轨道。相反，你可以把它想象成一个电子云或＂电子场＂：如果你测量它，它更有可能找到电子，但电子是被设定的。
　　像哈勃星云吗？
　　如果你愿意，你可以把它看作一个星系，这是一个暗示性的比喻，但我们不要忘记，它是不精确的。
　　但到目前为止，我们只是在讨论组成物质的粒子？
　　哦，没错。我们知道，普通物质是由周期表中的化学元素构成的。当你了解原子的结构时，你会意识到所有这些化学元素只不过是相同的基本成分的不同组合。
　　整个周期表可以用三个粒子来解释：电子，质子和中子，都是快乐的。
　　但后来其他人来了
　　物理学家开始做观察宇宙射线的实验。地球大气层不断受到粒子(质子或重原子)的轰击，这些粒子来自宇宙，并与大气层的原子核碰撞。
　　在这样的冲击中，有时很有活力，会产生其他粒子的喷流。当物理学家开始研究这些喷流时，他们发现了我们已知的粒子表上没有的东西，其中之一是某种重电子，他们称之为μ子。
　　这些粒子不是已知物质的一部分吗？
　　＂普通的东西不是由这些奇异的野兽组成的＂
　　不，不。这些粒子不是普通物质的一部分，因为它们很快就会分解。我们可以在非常有能量的碰撞中产生它们，活出很小的一秒，然后分解成我们已经知道的粒子。人们会说，它们在自然界中存在，但显然它们对我们没有任何用处。不是一个μ子，不是一个顶级夸克..。普通的东西不是由这些奇异的野兽组成的。
　　其中一些奇异粒子不是普通物质，但也不解体，它们是中微子。它们确实为我们服务：它们是一种放射性的信使，负责将某些元素相互转化为核裂变或核聚变的反应。然而，它们并不是普通物质的一部分，因为没有人来捕猎它们，它们非常难以捉摸，但宇宙中充满了它们。
　　＂如果你在距离核反应堆100米的地方打开你的手，每秒钟就会有数十亿的中微子穿过它。＂
　　事实上，我们周围有非常强烈的中微子来源，例如核反应堆，这是中微子首次被发现的原因。核反应堆每秒发射大约10^20个中微子。这意味着，如果你在距离核反应堆100米的地方打开你的手，它每秒钟就会被数十亿的中微子穿过。虽然我们不太可能探测到一个中微子，但当我们有数十亿个中微子时，其中一个中微子与我们的探测器相互作用的可能性要大得多。
　　μ子，中微子希格斯玻色子。你是否也有来自太空的这些粒子的周期表？
　　在迄今发现的所有粒子中，是的，我们有一个＂周期表＂，它允许我们根据它们的性质对它们进行排序。这就是我们所说的标准粒子模型。
　　你知道它是怎么工作的吗？
　　标准模型工作得很好，但虽然我们观察到这些粒子的性质有一种模式，但我们没有与原子相等的原子来解释元素的表，这就是理论物理学家所寻求的。
　　我们认为在这张桌子后面有更基本的原理，很可能是对称的，它可以告诉我们μ子是否与电子有更深的联系，如果它们是我们所不理解的同一事物的两面的话。就像一个原子与另一个原子一样，通过增加或除去电子、质子和中子。在标准模型中，希格斯玻色子负责一个电子和一个μ子是不同的，因此它被描述为可以解释所有这些粒子之间关系的关键。这就是我们要做的。
　　你还不知道有多少粒子？什么百分比是完全未知的？
　　要回答这个问题是不可能的。我知道，如果我观察宇宙，构成宇宙的能量只有5%是以质子和中子的形式存在的，我可以用标准模型来解释。但我不知道这些粒子在存在的总量中有多重。我不知道我们有多少不知道。
　　例如，暗物质
　　在暗物质物理学家中最流行的解释是，暗物质是由一些未被发现的粒子形成的，它就像中微子一样，留在宇宙中作为大爆炸的遗迹。暗物质可以是一个粒子或一组粒子，当我们发现它们时，就会给我们的表增加更多的复杂性。
　　然后我们就到了。μ子，刚刚出现在媒体上，是震动物理学原理的粒子。发生了什么？
　　所发生的事情是，测试μ子在磁场中的行为的实验结果不符合标准模型的预期，也不完全符合标准模型。
　　测量的是μ子的反常磁矩，我们称之为g-2，它测量了μ子自旋在磁场中的变化方式。
　　自旋就像一个内部角动量，里面有像电子或μ子这样的元素粒子。经典的形象是一个小小的人形旋转。在磁场中，Peonza产生进动运动，该进动的频率取决于理论非常准确地预测的一种性质，我们称之为反常磁矩或g-2。这就是在费米实验室为μ子测量的结果。
　　实验是什么？
　　在磁场的作用下，这个实验把μ子变成了一个环。μ子分解成电子，通过测量电子的矩，你可以推断出μ子的自旋，从而精确地确定进动的频率。我们说的是百万分之0.14。想象一下，你知道一个精确到七位数的数字。
　　我们的理论，标准模型，允许我们预测这个数字，但所需的精度是在我们的能力的前沿。所发生的事情是，实验得到的数字与迄今为止最被接受的理论预测不符。
　　理论上的数字不可能是错的吗？
　　这个数字的预测，g-2，在我们的领域是神话。
　　在经典力学中，如果你想象一个小的旋转粒子，你可以很容易地预测这个数字，g，必须是1。在相对论量子力学中，这个数字是不同的，不少于两倍：g必须是2。找到能够解释这种差异的理论是我们理解基本粒子和基本相互作用的里程碑之一。
　　伟大的物理学家P.A.A.Dirac导出了以他的名字命名的与量子力学和狭义相对论相容的著名方程，结果表明，这个方程预测g为2，这与实验的结果是一致的。在我们的理解中，这是一项伟大的成就。这个奇怪的东西，就是量子力学，可以用数学来预测。
　　然而，在最精确的实验开始发现g与狄拉克的值不同后不久，他们测量了2,002.从那一刻起，要确定的有趣的数字不是g，而是g-2。也就是说，就狄拉克方程所预测的数而言，它是不同的。
　　为什么计算这么复杂？
　　这是量子力学的魔力。当我们有一个μ-peonza旋转时，它在一个奇怪的真空中运动，假设我们所说的量子空是很小的空东西。
　　μ子与磁场相互作用，但他并不孤单。量子空值是一种非常重要的东西，正是因为不确定原理，你无法分辨你是有一个μ子，还是有几个虚拟粒子在很小的时间内就消失了。
　　μ子在磁场中的行为方式受到量子真空极化的影响
　　所有这些都是不断发生的，我们称之为真空的极化，而μ子在磁场中的行为方式被这个量子真空的极化所改变。有很大的兴趣，因为在那里，在量子真空中，一切都在发生。
　　听着，我们，为了产生一个顶级夸克，我们需要利用天体能量的对撞机。然而，像标准模型中的所有其他粒子一样，顶夸克在量子真空中。这就是为什么理论物理学家对我们如此感兴趣的原因。
　　有两种方法你可以尝试寻找我们不知道的粒子。他们中的一个在这些宏观粒子加速器(如CERN LHC)中进行了越来越高的能量碰撞，最终使一些未知粒子出现，因为我们没有足够的能量。
　　另一个是了解量子真空的特性，因为你知道量子真空包含它们，即使它很小，也会产生贡献。所以，你对所有这些效应的测量越精确，你对探测可能的粒子和力就越敏感，这是你没有预料到的。
　　然后，理论物理学家计算出μ子矩的确切数目。
　　狄拉克的公式使我们能够理解相对论状态下的量子力学。但是这2 002让物理学家感到困惑，直到另一位伟大的物理学家J.Schwinger第一次敢于计算出真空极化对g的影响。他对电子进行了计算(μ子尚未被发现)，并发现了一个非常简单的结果：g-2的一半是精细结构常数α，除以数字2 PI，即0.00116与实验完全一致。
　　这算困难吗？
　　Schwinger今天的计算很简单，我们在课堂上，在完成理论物理硕士学位的人的水平上这样做。但是当Schwinger这么做的时候，当量子场论都是未知的地球时，它是一个更大的微积分。难怪他选择这样的结果作为他的墓志铭。
　　在Schwinger墓的墓碑上刻有/2p的符号
　　从朱利安·施温格到今天，这种计算的精度已经大大提高了，直到我们看到电子微积分和μ子之间的差别(他们不感到同样的真空……)。
　　如果Schwinger给出这个数字，0.00116，今天我们知道电子的7位数，我们知道这个数字是：0.001159652181。对于μ子，计算比较复杂，所以只需要5个：0.0011659181。那就是我们要住的地方。
　　它是如何变得更精确的呢？
　　Schwinger的计算只考虑了考虑电磁学的量子真空修正。但是，就像电磁相互作用会导致真空极化一样，强相互作用也会使夸克与质子、中子以及弱相互作用联系在一起。
　　强相互作用引起的真空极化的计算比Schwinger的计算要复杂得多，但最终我们似乎已经达到了与实验计算相当的精度。
　　尽管精确，但理论与实验不符吗？
　　没错。实验发现0.0011659206(4)，这与先前的预测有显著的不同。
　　理论预测，正如我们已经说过的，是我们知道如何做的极限，是两个非常不同的预测组合的结果。其中一个预测是从头算但直到很短的时间前，它还不够精确。
　　最近，随着在自然，在宣布实验措施的同一天，该方法从头算已经成功地大大减少了错误。
　　另一种预测是间接的或现象学的，因为它使用其他可观测的预测从难以计算的部分提取信息，从而给出了非常精确的结果。第二个预测是迄今为止最受接受的理论预测，也是一个与实验结果不一致的预测。
　　然而，该方法的新结果从头算这似乎不符合现象学预测，但与实验结果一致。
　　因此，在各种预测中，有些东西我们是不理解的。
　　所以，对已经发生的事情的答案更多的是与计算的困难有关，而不是我们所知道的物理已经崩溃的事实？
　　我想发生了两件事。一方面，已经有了一项非常重要的实验措施，在今后几年将得到改进。换句话说，这只是实验中的第一批数据，以前的测量方法的误差已经得到了改善，但仍有很大的改进余地。
　　＂我们将获得关于量子真空和可能的新相互作用或粒子的非常有价值的信息，这些信息是我们尚未发现的。＂
　　理论预测尚未完全确定，但方法从头算不管结果是什么，都会给我们提供关于量子真空和可能的新的相互作用或粒子的非常有价值的信息，这些新的相互作用或粒子可以改变它，但我们还没有发现。
　　所以，μ子会给我们带来很多值得讨论的东西。
　　总的来说，所有的粒子物理学在未来都会给我们带来很多值得讨论的问题。这只是一个新发现的开始，它将改变我们对宇宙的理解。