新缪子反常磁矩值证实粒子物理标准模型
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2025-03-05 20:42:48
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原标题：新缪子反常磁矩值证实粒子物理标准模型
近日，德国美因茨大学哈特穆特·维蒂希教授团队采用格点量子色动力学（QCD）高精度确定了强子真空极化（HVP）在缪子反常磁矩中的贡献，由此得到的缪子反常磁矩的理论计算结果与实验测量相符，粒子物理标准模型再次得到证实。
缪子磁矩是检验粒子物理标准模型的重要参数。近年来，随着实验测量精度不断提高，人们越来越多地转向一个关键问题：缪子磁矩的实验数据和理论预测值之间的差距。科学家希望这一差距能够带来关于标准模型以外的新物理学的启示。
2020年，国际团体“缪子g-2理论倡议”发布了标准模型框架内缪子反常磁矩理论预测的参考值，但2021年，费米实验室发现该数值与新的直接测量值存在明显偏差。2023年，俄罗斯新西伯利亚州立大学进行的CMD-3实验新结果发布以后，这一参考值再次受到批评。
维蒂希团队专注于使用格点QCD方法，这种方法允许使用大型计算机对强相互作用的贡献进行数值计算。与此前不同，它提供的结果不需要实验数据。团队重点计算了HVP的贡献，这是强相互作用对缪子反常磁矩的最大贡献。
团队成功计算出新的缪子反常磁矩的值，它与2020年的理论估计相去甚远，但与当前的实验平均值一致。维蒂希说：“经过多年致力于减少计算的不确定性，并克服了格点QCD计算相关的挑战，我们的HVP贡献的总体精度略低于1%，并且在统计和系统不确定性之间取得了良好平衡，这使我们能够重新评估标准模型的有效性。”
新结果再次证实了标准模型。不过，维蒂希表示，要实现将总体误差降低到0.2%左右的长期目标，还有很长的路要走。 （记者 李山）
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