BigBrainCyphermain
2021-04-06T05:38:57+00:00
插播一条物理界的大消息，有可能改写整个基础物理和人类对微观世界的认知。
通俗解释版：打个比方，小白体重70kg，但是一边走路，一边会呼气，呼出一口气体重就轻了，但下一口气吸回来体重又恢复了，如果连续测体重，就会发现体重一会儿70，一会儿69点多，平均下来就是比70少一点点。于是决定做个实验叫“小白体重减70”(没错物理学实验名称就是如此无聊)，测小白到底多重，结果测出来发现比减去那口气的体重还少一点，这少的一点儿就没法解释了，说明原来那个走路呼气的理论不完整，背后还有一个没发现的东西，比如，小白可能还掉头发，这可就是惊天大新闻了。
详细版：美国的费米实验室今天公布了muon g-2 (读作g减2，不是g杠2)实验的初步数据。这个实验测量的是μ子(类似电子，带1个负电荷，但是质量大200多倍的基本粒子)的磁矩g。你可以把粒子想成一个小磁铁🧲，磁矩就是它的磁性强弱程度。
根据普通量子力学，g的数值应该是2，但是实际测出来总有偏差。后来物理学家建立了粒子物理的标准模型，指出由于自发的量子涨落，μ子可能自发释放出一个光子或者其他粒子，在很短的时间内又把它吸收回去，这种涨落，造成了磁矩的变化，平均下来，数值离2会有微小偏差。目前理论的最佳估算值是2.00233183620(86)，然而这次实验后的平均观测值是2.00233184122(82)，计入实验误差后，仍有不小的偏差。在统计学上的显著程度是4.2西格玛(随机误差的可能性为四万分之一)。当然，物理学发现的门槛是很高的，要达到5西格玛(随机误差的可能性小于三百五十万分之一)，所以现在还不能宣称是新发现，但至少数据看上去是非常有希望的。
如果接下来的研究能够确认5西格玛的显著程度，而相应的理论推算又无法解释这个偏差，那么就可以宣布已经建立了50年，经受无数考验的粒子物理标准模型是不完整的，可能存在四大基本作用力之外的第五种作用力，也可能有什么其他的机制在起作用(理论物理学家们估计要抓破头了)。无论怎样，都将是近十年来最重大的物理发现。
当然，也有极小的可能最后发现标准模型是可以解释这个偏差的，这也相当厉害了，进一步表明这个理论极强大的解释力。不过物理学追求标准模型之外那个更深层的大统一理论恐怕就要朝其他方向努力了。
通俗解释版：打个比方，小白体重70kg，但是一边走路，一边会呼气，呼出一口气体重就轻了，但下一口气吸回来体重又恢复了，如果连续测体重，就会发现体重一会儿70，一会儿69点多，平均下来就是比70少一点点。于是决定做个实验叫“小白体重减70”(没错物理学实验名称就是如此无聊)，测小白到底多重，结果测出来发现比减去那口气的体重还少一点，这少的一点儿就没法解释了，说明原来那个走路呼气的理论不完整，背后还有一个没发现的东西，比如，小白可能还掉头发，这可就是惊天大新闻了。
详细版：美国的费米实验室今天公布了muon g-2 (读作g减2，不是g杠2)实验的初步数据。这个实验测量的是μ子(类似电子，带1个负电荷，但是质量大200多倍的基本粒子)的磁矩g。你可以把粒子想成一个小磁铁🧲，磁矩就是它的磁性强弱程度。
根据普通量子力学，g的数值应该是2，但是实际测出来总有偏差。后来物理学家建立了粒子物理的标准模型，指出由于自发的量子涨落，μ子可能自发释放出一个光子或者其他粒子，在很短的时间内又把它吸收回去，这种涨落，造成了磁矩的变化，平均下来，数值离2会有微小偏差。目前理论的最佳估算值是2.00233183620(86)，然而这次实验后的平均观测值是2.00233184122(82)，计入实验误差后，仍有不小的偏差。在统计学上的显著程度是4.2西格玛(随机误差的可能性为四万分之一)。当然，物理学发现的门槛是很高的，要达到5西格玛(随机误差的可能性小于三百五十万分之一)，所以现在还不能宣称是新发现，但至少数据看上去是非常有希望的。
如果接下来的研究能够确认5西格玛的显著程度，而相应的理论推算又无法解释这个偏差，那么就可以宣布已经建立了50年，经受无数考验的粒子物理标准模型是不完整的，可能存在四大基本作用力之外的第五种作用力，也可能有什么其他的机制在起作用(理论物理学家们估计要抓破头了)。无论怎样，都将是近十年来最重大的物理发现。
当然，也有极小的可能最后发现标准模型是可以解释这个偏差的，这也相当厉害了，进一步表明这个理论极强大的解释力。不过物理学追求标准模型之外那个更深层的大统一理论恐怕就要朝其他方向努力了。