物理学“理论决战”时刻来了
参考消息网9月6日报道据美国《纽约时报》网站8月10日报道，物理学家向理论决战迈近了一步。7月24日，一支庞大的研究团队在利物浦召开会议，公布了一个与缪子(一种亚原子粒子)行为有关的数字，这种粒子有望打开通往新宇宙物理学的大门。这是缪子g-2合作项目的最新成果，该项目在伊利诺伊州巴达维亚的费米国立加速器实验室(简称费米实验室)进行实验，以研究缪子的异常运动。这一测量结果随后向公众公布，并提交给了《物理评论快报》杂志。这项成果使物理学家更接近弄清楚，宇宙物质和能量的类型是否比已知的更多。新测量结果与物理学家两年前的计算结果完全吻合，而精度提高了一倍。麻省理工学院林肯实验室的物理学家汉娜·宾尼说：“这一切都归结为那个数字。”科学家正在测试标准模型，这是一个涵盖自然界所有已知粒子和力的宏大理论。长期以来，尽管标准模型成功预测了无数实验的结果，但物理学家一直预感其框架并不完整。该理论无法解释引力，也无法解释暗物质(将我们的宇宙黏合在一起的黏合剂)或暗能量(撕扯宇宙的力量)。研究人员通过许多方法寻找标准模型以外的物理学，其中之一就是研究缪子。缪子是电子的近亲，但比电子更重。缪子很不稳定，在衰变成更轻的粒子之前只能存活两百万分之一秒。将一个缪子放进磁场，它就会像陀螺一样转动。这种转动的速度取决于缪子的“磁矩”特性，物理学家将其缩写为g。理论上，g应该正好等于2。但物理学家知道，这个值会被虚粒子的“量子泡沫”扰乱。这些虚粒子会短暂出现又消失，阻止真空变为真正的真空。这些瞬态粒子改变了缪子转动的速度。通过计算标准模型中所有的力和粒子，物理学家可以预测g将被抵消多少。他们称这个偏差为g-2。但如果有未知粒子在起作用，实验测量的g将不符合这一预测。“这就是研究缪子如此令人兴奋的原因，”宾尼博士说，“它对所有存在的粒子都很敏感，即使是那些我们还不知道的粒子。”她补充说，理论与实验之间的任何偏差都意味着，新物理学即将出现。为了测量g-2，费米实验室的研究人员制造了一束缪子，并将其引入一个直径50英尺(约合15.2米)的环形磁铁中，其内部充满了突然变成现实的虚拟粒子。当缪子绕环形磁铁运动时，边缘的探测器记录下了它们转动的速度。研究人员使用了400亿个缪子——是2021年研究人员使用数据的5倍，测量到g与2的偏差为千分之一。测量结果的精度为百万分之0.2。弗吉尼亚理工大学物理学家凯文·皮茨说，这就像测量纽约市与芝加哥之间的距离，误差只有10英寸(约合25.4厘米)。曼彻斯特大学物理学家、缪子g-2合作项目成员亚历克斯·凯沙瓦尔齐说：“这是一项了不起的成就，这是世界上在粒子加速器上进行的最精确的测量。”芝加哥大学理论宇宙学家、没有参与这项研究的丹·胡珀说：“这些人设法达到的精度令人震惊。”但测量到的g-2是否符合标准模型的预测还有待确定。这是因为理论物理学家有两种计算g-2的方法——基于不同的方法来计算将质子和中子结合在原子核内的强力。传统计算方法依赖40年来世界各地进行的强力测量实验。伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的理论物理学家、缪子g-2理论计划的主席艾达·卡德拉说，通过这种方法，只有所使用的数据准确，g-2的预测才会准确。她说，实验限制可能使预测不那么准确。一种被称为“格点计算”的新技术出现了，它利用超级计算机将宇宙建模为时空点的四维网格。卡德拉博士说，这种方法根本不利用数据。只有一个问题：它生成的g-2预测与传统方法生成的不同。凯沙瓦尔齐博士说：“没有人知道为什么两者不同，它们应该一模一样。”凯沙瓦尔齐博士表示，与传统预测相比，最新的g-2测量结果有超过5西格玛的偏差，也就是说，这个结果为侥幸所得的可能性为350万分之一。他补充说，这样的确定程度超出了宣布一项发现所需的水平。(这比早前的测量结果有所改进：2021年，凯沙瓦尔齐博士所在团队的测量偏差为4.2西格玛；世纪之交，布鲁克黑文国家实验室的测量偏差为3.7西格玛。)但凯沙瓦尔齐博士说，当他们将其与使用“格点计算”的预测进行比较时，没有任何偏差。皮茨说，在物理学中，实验很少能超越理论，但这是其中一次。宾尼博士说：“我们都迫不及待地想看看这个理论的讨论结果如何。”物理学家希望到2025年能更好地理解g-2预测。费米实验室的理论粒子物理学家戈丹·克尔尼亚伊奇指出，如果实验与理论的分歧持续下去，这将是“新物理学的第一个确凿的实验室证据，这很可能是我们第一次打破标准模型”。在两大理论阵营争论不休之际，实验学家将进一步完善他们的g-2测量。他们需要筛选的数据量是原来的两倍多，一旦包括这些数据，其精度将再提高两倍。利物浦大学的物理学家、缪子g-2实验的负责人之一格拉齐亚诺·韦南佐尼在公布结果的新闻发布会上说：“未来非常光明。”最新测量结果使物理学家离标准模型的理论决战又近了一步。但即使新物理学被证实存在，也需要做更多的工作来弄清楚它到底是什么。凯沙瓦尔齐博士说，已知的自然法则是不完整的，这一发现将为新一代实验奠定基础，因为它将为物理学家的研究指明方向。皮茨花了近30年时间来拓展标准模型的界限，对他来说，新物理学的证明既是一个值得庆祝的里程碑，也是在提醒他还有很多工作要做。（编译/刘白云）举报/反馈大家都在搜最前沿的物理理论物理学的作者是谁物理学发展简史物理是发现还是发明理论物理突破力学相对论
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太上邪神
上善若水: 在地球球体的上方空间中填充着像水一样的流体粒子。
冲气以为和: 相对空虚产生辐合力，相对充实产生辐散力，宇宙只有两个基本相互作用力。
道可道，非常道: 黑洞是可以研究的，不存在永恒的黑洞。
万物生于有，有生于无: 万物来源于有形的粒子，有形的粒子来源于无形的空间。
玄而又玄，众妙之门: 绕核运动又绕核运动，所有宏观天体和微观粒子的共同运行规律。
道执大象而天下往，万物恃之以生而不辞: 黑洞主宰大片天象的运行，万物都在向黑洞靠近，万物都围绕着黑洞进行公转，不能离开。
09-06 22:18
福建
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太上邪神
当今中国思维的特性是：不清不楚。
这种思维方式是病态的思维方式，有病就得去医，不医最终会病逝的。
09-08 20:07
福建
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太上邪神
老师没有告诉你：不懂装懂终身饭桶吗？
09-08 20:02
福建
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文玉弓
科学可以造福人类，科学也可以毁灭人类。
科学可以维护自然，科学也可以毁灭自然。
向善是美德，但无雷霆手段，向善也不过是东郭。善不持刀，恶必满盈。
核污染水排海30年，就这么眼睁睁的看着，假如、万一，末日降临，每一个人都有罪。所谓的“人类世”，只不过是地球的笑柄。
菩萨心肠得靠雷霆手段。
《宣战》
09-06 19:32
山东
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aalliioo
所以，对核污水排海一事，您的结论是什么？
09-08 15:45
河北
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CHANGE2022
此事会发酵，等着看吧…
09-07 10:38
湖南
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陈军言宇宙
粒子研究方向太局限。
宇宙中百分之九十九以上，与粒子无关。
09-06 22:44
四川
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陈军言宇宙
09-07 18:50
四川
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noveau
民科又出来了
09-07 16:55
广东
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旺盛且顺眼的小蜜蜂原生态经营模式有机茶叶
感觉啊是不是啊15米啊用竹竿量就行啊是不是啊？感觉啊我的啊我的啊走啊走啊15.3米啊是不是啊？
09-06 23:01
广东
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云春子
黏合剂的喑物质和撕扯宇宙的力量的暗能量，两者就是反物质。而且反物质是宇宙的基础，也是宇宙的骨架，更是宇宙的主宰。因为任何星球的核心都是反物质构成的。
09-07 00:14
海南
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核桃仁花
皮茨说，在物理学中，实验很少能超越理论，但这是其中一次。
09-07 09:45
湖南
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万象定理
物理学越来越迷茫了，宇宙真相图揭开所有谜团
09-07 06:31
北京
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孤峰山下的苹果娃
有生之年能看到大统一理论实现吗？
09-07 10:12
俄罗斯
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奥火法师
米粒子即将发现
09-06 23:11
黑龙江
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1
千里独行Vv
杨振林反对中国做对撞机，就是鼠目寸光。基础物理的突破，可让科技跨代发展。应用研究不可能有引领作用。
09-07 05:02
北京
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CHANGE2022
基础生应用，懂都不懂，怎么用？
09-07 10:45
湖南
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叶叶分飞
存在时间不到两百万分之一秒的粒子，和你明天吃不上饭相比，哪个重要？
09-07 10:22
福建
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灬爽末邈跑0d
4. 地球自转引力波周期一天，波长一光日; 地月引力波周期一月，波长一光月; 地日引力波周期一年，波长一光年; 斥力波许相仿，待另研;
5. 光有心智意识，是生命体; 故宇宙亦生命体，星体轨道有能量有生命，尽管肉眼看不见;
09-07 08:39
广东
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一路阳光暖
物理上其实已经有很多非常有价值的实验数据，但极有可能被用来验证一套不完美甚至东拼西凑出来的的畸形理论，或者现在最缺少的是一种全新的角度，物理世界的基层理论大概率是简约、清晰、规则的，这样才能产生稳定的上层建筑（现实世界）。
09-08 08:17
广东
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松竹之志
洋学控制下的“标准化的”当代物理、化学必须倒塌，必须重新对现代生产力水平下的实践经验进行梳理、总结和概括。一切标准化的东西是不符合物质世界和物质运动规律的！！！
09-08 10:58
江苏
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cqzhiai
现在到了原子这个层面所有研究都是在猜测，并没有人能够实实在在的看见，所以说一切都有可能完全推倒，期待有一个大师级的学者能够把这些理论简化，到时候大家都能看懂、理解
09-08 17:13
山西
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北冰洋之海盗船长
“测不准原理”已经得了诺奖了，这些比“量子”更小的“粒子”的形迹已经不可测量了，声称“发现了”，也是不可信的，除了突破“测不准原理”。
09-07 14:48
河南
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冷静客观正义
基础科学很久很久没有新的突破了，物质世界的真相还没有完全呈现在世人面前，期待标准模型面世！
09-07 07:50
河北
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墨躬文论
文化领域爱好者
旋力压缩空间磁元胞体产生真空空间膨胀性。宇宙星系星体是旋力压缩空间产生的。
09-07 06:22
浙江
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林少的力学
标准模型早就证实有问题，新物理学也早证实成立。
09-07 11:25
广东
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醉云楼DDL
历史领域爱好者
哲学不进行回归历史革命，任何当代学术都只有迷宫乱绕
09-07 07:37
四川
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血腥搜巡者
30年很可能一无所获，这就是做学术需要的定力。
09-07 08:04
广东
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