费米实验室确认μ子异常行为 为理论物理提供新挑战

费米实验室确认μ子异常行为 为理论物理提供新挑战

2025年6月3日，美国费米国家加速器实验室（Fermilab）公布了关于μ子（muons）摆动行为的最终实验结果，确认这种亚原子粒子的异常现象与标准模型（Standard Model）存在不一致，但并未推翻现有物理定律，而是为理论物理学提供了新的研究方向。

μ子是一种比电子更重的粒子，其磁场中的摆动行为是验证标准模型的重要依据。早在20世纪60至70年代，实验数据曾显示μ子行为符合理论预测。然而，20世纪90年代末至21世纪初，布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）首次观测到μ子摆动异常，引发科学界关注。2021年至2023年，费米实验室团队通过国际合作重复实验，并于2025年完成最终测量，数据量较2023年增加一倍以上，进一步提升了精度。

实验采用环形磁轨道使μ子高速旋转，并精确测量其摆动。结果显示，μ子行为与标准模型的偏差仍然存在。尽管超级计算已推动理论协调取得进展，但这一异常仍需更深入解释。科学家计划利用日本质子加速器研究设施（J-PARC）等平台开展后续实验，并尝试从数据中挖掘暗物质等未知实体的线索。

田纳西大学实验物理学家托娃·霍尔姆斯（Tova Holmes）评价称，该实验是“精确测量的巨大成就”。意大利国家核物理研究所的马尔科·因卡利（Marco Incagli）认为，结果将成为未来多年的基准。阿贡国家实验室的彼得·温特（Peter Winter）强调，μ子研究有助于解答宇宙运作的基本问题。