美國費米實驗室計劃重測μ介子磁矩 尋找未知的虛粒子

據英國《自然》雜志11日報道，美國費米實驗室表示，他們將於下月重測μ介子的磁矩，此研究有可能揭示未知的虛粒子，從而開辟超越標准模型的新物理學。

μ介子帶負電，質量為電子的200多倍。量子理論認為，宇宙中的能量於短暫時間內在固定的總數值左右起伏，從這種能量起伏產生的粒子就是虛粒子。“短命”的虛粒子分布在實物周圍。物理學家們已揭示了光子等虛粒子的性質，但可能還有一些未知的虛粒子，而μ介子或對它們格外敏感。

磁矩是μ介子的一種基本屬性，與粒子內在的磁性有關，在與虛粒子相互作用時，μ介子的磁矩會發生變化。15年前，美國布魯克黑文國家實驗室的測量結果顯示，μ介子的磁矩比理論預測大。物理學家們認為，與未知粒子的相互作用導致了這種異常。最新的μ介子g-2實驗也旨在以前所未有的精確度測量μ介子的磁矩。

實驗聯合負責人、波士頓大學物理學家李·羅伯茨表示，新實驗使用的μ介子數目將增加20多倍，可將不確定性縮小4倍。如果實驗再次証實μ介子的磁矩比理論預測大，那麼最可能的解釋是未知的虛粒子在起作用。

實驗成員、德國德累斯頓工科大學理論學家多米尼克·斯特克林格說，盡管結果並不一定能准確地表明這種虛粒子究竟是“何方神聖”，但它會提供線索幫助其他實驗確定新粒子，借助大型強子對撞機（LHC）應該可以“揪出”這些粒子。

斯特克林格說：“它可能是超越標准模型的物理學的首個直接証據，也將是全新粒子的首個直接証據。” （記者 劉霞）