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2021-05-01渺子實驗暗示新的物理即將誕生？
617 期
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編輯部
（Glukicov, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons）
今（2021）年4月7日，美國費米國家加速器實驗室（Fermi National Accelerator Laboratory）發布了關於渺子（muon）的「Muon g-2」實驗結果，該結果與描述基本粒子理論的「標準模型」（standard model）預測值不符，將有可能翻新目前人類對於物理學的認知。
渺子是一種性質與電子類似，但質量為電子200倍的基本粒子。而本次Muon g-2實驗目的為測量渺子的g值。g值是描述基本粒子的自旋角動量與磁性之間關係的比值。事實上，早在2001年，物理學家就已經在美國布魯克海文國家實驗室（Brookhaven National Laboratory）進行過相關實驗，當時的實驗數據與理論值就已有明顯出入，而本次的實驗則是為了獲取更精確的數值。
根據標準模型，渺子的g值應為2.00233183620(86)，也就是介於2.00233183534與2.00233183706之間；但結合本次與過去的實驗數值後發現，渺子g值的測量值為2.00233184122(82)，落在2.00233184040與2.00233184204間，兩項數值的範圍並無交集，實驗值與標準模型的預測明顯不符！研究人員指出，兩者差距約為4.2個標準差（σ, standard deviation），幾乎可以確定的是，理論值與實驗值的差異並非出於統計上的誤差，代表宇宙中可能存在尚未被發現的粒子，或是存在未知的交互作用。
後續科學家將會進行相關的實驗研究，以驗證是否真的有未知的粒子或交互作用，或許我們能期待物理學將有重大的進展。
1. B. Abi et al., Measurement of the Positive Muon Anomalous Magnetic Moment to 0.46 ppm, Physical Review Letters, 2021.
2. T. Albahri et al., Magnetic-field measurement and analysis for the Muon g-2 Experiment at Fermilab, Physical Review A, 2021.