μ子磁异常最精确测量结果公布_热点

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2025-06-06 10:13:48

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转自：科创中国

美国能源部费米国家加速器实验室主导的μ子g-2实验团队3日公布了μ子磁异常的第三次也是最后一次测量结果，达到迄今为止最高的测量精度——十亿分之127（127ppb），超过最初设计时设定的140ppb目标。这一结果刷新了全球对μ子磁异常的测量纪录。研究论文已提交《物理评论快报》期刊。

　　μ子g-2实验研究的是基本粒子μ子的“摆动”现象。μ子与电子类似，但质量约为电子的200倍。它们也拥有自旋这一量子力学性质，可被视为微型磁铁。在外部磁场中，μ子会发生进动，如同陀螺的旋转轴那样摆动，其速率取决于μ子的一个属性，即g因子。

　　理论物理学家基于标准模型可精确地计算出g因子。近一个世纪前，g的值被预测为2，但实验结果显示它略有偏离，这种偏离被称为“μ子磁异常”，记为aμ，其定义为（g-2）/2。μ子g-2实验正是因此得名。

　　此次费米实验室公布最终测得的μ子磁异常值为：aμ=0.001165920705±0.000000000114（统计）±0.000000000091（系统）。

　　这一最终结果采用的数据量，是2023年第二次结果所用数据集的3倍多。该数值也与20多年前在布鲁克海文实验室测得的数值相同，但精度更高，达到了127ppb。这相当于测量一个足球场的长度，而误差小于一根头发的宽度。

　　μ子磁异常长期以来被视为检验粒子物理标准模型的重要工具。此次发布的最终结果为未来的理论计算设定了基准。同时，日本J-PARC也计划开展新的μ子磁异常实验，预计于本世纪30年代初期取得初步结果。

（来源：科技日报作者：张佳欣）

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