七年前,巨大的磁铁在陆地和海上运输超过3,200英里(5,150公里),希望研究称为μ子的解剖粒子。

μONs与电子密切相关,每个原子绕轨道并形成物质的构建块。电子和muON都具有我们当前最佳科学理论来预测的属性,这些理论描述了亚原子量子世界,呢粒子物理标准模型

一代科学家们致力于在精致的细节中测量这些性质。2001年,一个实验暗示,μ子的一个性质并不完全随着预测的标准模型,但需要进行新的研究来确认。物理学家在Fermilab的新加速器中移动了一部分实验,并开始采取更多数据。

一种新测量现在已经确认了初始结果。这意味着可能存在新的粒子或力量在标准模型中不可占据。如果是这种情况,物理学法则必须被修订,没有人知道这可能导致的地方。

这种最新结果来自国际合作,我们都是一部分。我们的团队一直在使用粒子加速器来衡量称为μON磁矩的财产。

当暴露于磁场时,每个muOn的表现就像一个小条磁铁一样,效果称为磁矩。MUONS还具有称为“旋转”的内在属性,并且旋转与μ的磁矩之间的关系称为G型。将电子和μ的“G”预测为2,所以应该测量G减去两个(G-2)以为零。这是我们在Fermilab的测试。

对于这些测试,科学家们使用了加速器,同样的技术c在LHC使用。Fermilab Accelerator非常大量和措施产生μONs,它们如何与磁场相互作用。

Muon的行为受“虚拟颗粒”的影响,这些行为从真空中流行和摆脱存在。这些稍纵即逝,但足够长,以影响μ子如何与磁场相互作用并改变测量的磁矩,尽管通过微小的量。

标准模型非常准确地预测,以优于一百万的一部分,这效果是什么。只要我们知道粒子在真空中冒泡,实​​验和理论应该匹配。但是,如果实验和理论不匹配,我们对虚拟粒子汤的理解可能是不完整的。

新颗粒

新粒子存在的可能性不是空闲猜测。这种颗粒可能有助于解释物理学中的几个大问题。例如,为什么宇宙有这么多暗物质-C习惯星系比我们期望的速度旋转得更快-为什么几乎所有在大爆炸中创造的反物质都消失了?

迄今为止的问题是没有人看到任何这些提出的新颗粒。希望核仁秘密的LHC将在高能质子之间的碰撞中产生它们,但他们尚未观察到。

新测量在本世纪初,在纽约布鲁克海文国家实验室的实验中使用了与实验相同的技术,这本身遵循了一系列核心核心。

Brookhaven实验用标准模型进行了差异,其中有一个5,000机会成为统计侥幸。这与连续12次投掷硬币的概率大致相同。

这令人着迷,但低于发现的阈值,这通常需要比170万元更好-或者21只硬币连续抛出。为了确定新物理学是否在发挥作用,科学家必须将实验的灵敏度提高四倍。

为了提高测量,实验中心的磁铁必须在2013年,距离海洋和路的长岛3,200英里,到芝加哥以外的费米尔,其加速器可以产生丰富的苗族来源。

一旦到位,通过艺术探测器和设备的状态,在磁铁周围构建了一个新的实验。MUON G-2实验开始于2017年采取数据,从Brookhaven实验和新一代物理学家协作。

从Fermilab的第一年的数据,来自Fermilab的第一年的新结果符合Brookhaven实验的测量。结合结果加强了实验测量与标准模型之间的分歧的情况。这一机会现在撒谎在40,000人中是一个侥幸的差异-仍然害羞的金标准发现门槛。

LHC

有趣的,A.最近的LHCB实验观察在CERN中,还发现可能与标准模型的偏差。什么是令人兴奋的是,这也是指MUONS的属性。这次这是从较重粒子产生μONs和电子的差异。预计标准模型的两个速率预计将相同,但实验测量发现它们不同。

在一起,LHCB和FERMILAB结果加强了我们观察到标准模型预测失败的第一个证据的情况,并且在那里有新的颗粒或力量。

对于终极确认,这需要来自Fermilab Muon实验和Cern的LHCB实验的更多数据。结果将在未来几年内发出。Fermilab已经有四倍的数据,而不是在最近的结果中使用的数据,目前正在分析,CERN已经开始采取更多数据,正在建立新一代的μON实验。这是物理学的令人兴奋的时代。谈话

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图像信用:Fermilab / Reidar Hahn

从2011 - 2019年,我是利物浦粒子物理学的负责人。我的目标是支持小组解决物理学中最基本的问题。

本集团在Cern,Fermilab和Tokai(日本)以及加拿大的Snolab进行了实验。我们在CERN和G-2(FNAL)的能源前沿(ATLAS)和精密前沿(LHCB)工作。我们有一个理解中微子的属性的计划......

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我出生,提出并收到了我在北部的里维埃拉的早期教育(圣玛丽),布莱克浦。我于1988年获得牛津大学的物理学硕士学位,并在高能量实验颗粒物理学中继续在牛津牛津(1988-1992)。1992年至1996年,我依据斯菊(汉堡)电子普罗兰·普罗兰,英雄作为宙斯实验的成员,因为Serc掉了......

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