物理学将被改写,世界上存在未知粒子(物理定律)

2023-08-31 14:46:40 丰彩网 www.yxfybjy.com
《物理评论快报》发表的一篇研究论文显示,2021年4月7日,费米实验室的科学家在磁场中观测到μ子的行为与目前的物理理论描述存在明显差异。这项新研究表明了人类尚未能够理解的未知粒子可能存在。如果结果得到进一步证实,这将是物理学领域中的一项重大发现,并对现有物理学理论进行重大改写。

μ子是粒子物理标准模型的重要成员,与电子类似是带负电荷的轻子。μ子的平均寿命极短,仅有2.2 x 10^-6秒,但其重量却是电子的200倍。根据量子力学的基本原理,自旋是基本粒子的固有属性,μ子亦不能例外。我们可以将自旋理解为一个旋转的球,由于介子带负电荷,它的自旋会产生物理量。根据量子场论的解释,虚粒子在真空中不断地被激发,在极短的时间内就随即湮灭。正是这些虚粒子与基本粒子相互作用,导致从测量数据结果中得到的“G因子”存在偏差。

在这项研究中,科学家们通过将质子碰撞在一起,将它们注入到一个15米宽的超导磁环中,然后以接近光速的速度让它们穿过这个磁环,从而创造出数十亿μ子。在这个过程中,科学家们通过使用精密测量仪器,收集了大量的数据。在超级计算机的帮助下,第一轮数据分析显示,μ子的“G因子”为2.00233184122,而根据量子场论的计算结果为2.00233183620。这两个结果之间存在明显的差异。

虽然科学理论经过了数万次实验的验证,符合对理论的描述,但并不能证明其绝对正确。反之,只要一次实验的结果偏离对理论的描述,就足以证明理论的错误,并需要进行修改,甚至是彻底否定。这是科学理论可证伪的重要特征。

此次μ子实验的结果暗示着人类尚未能够理解的新未知粒子的存在。如果这一结果在进一步实验验证中得到证实,必将对物理学领域的研究有着深远的影响,甚至创造出一场物理学的革命。