介子的异常磁矩：新计算验证了粒子物理标准模型

来自 实验室仪器网

介子的磁矩是检验粒子物理标准模型的重要精密参数。经过多年的努力，研究小组使用所谓的格子量子色动力学方法(格子QCD方法)计算出了这个量。他们最近发表的结果与最新的实验测量结果相一致，与早期的理论计算结果相反。

近年来，随着实验测量的精度不断提高，人们的注意力越来越多地转向理论预测以及其是否与实验结果有显著偏差，从而为标准模型以外的新物理的存在提供证据这一核心问题。

异常磁矩是电子及其较重的兄弟μ子等基本粒子的固有属性。在标准模型框架内以足够高的精度计算该量是一项巨大的挑战。除了引力之外，所有基本相互作用都会对异常磁矩产生影响。特别是强相互作用的贡献，它描述了质子和中子的基本构成块夸克之间的力，给物理学家带来了巨大的困难。μ子异常磁矩理论计算的主要不确定性来源是所谓的强子真空极化(HVP)的贡献。传统上，这种贡献是使用实验数据确定的——这被称为“数据驱动”方法。事实上，多年来，这种技术提供了与实验测量值的显着偏差，因此也是新物理学存在的最有希望的迹象之一。

科研团队现已在开放存取档案arXiv上以预印本的形式发表了HVP贡献的新结果，该结果使用格点QCD的互补方法获得。证实了早期的证据，表明数据驱动方法和格点QCD计算之间存在明显差异，同时，必须从我们的结果中得出结论，标准模型再次得到证实，因为我们的结果与实验测量相符。

Wittig团队专注于计算HVP的贡献，它为μ子异常磁矩提供了强相互作用的最大贡献。在他们最近的工作中，该团队发现了μ子异常磁矩的新值，该值与当前的实验平均值一致，经过多年的努力，减少了计算的不确定性，并克服了与执行此类格点QCD计算相关的计算挑战，获得了HVP贡献，总体精度略低于1%，并在统计和系统不确定性之间取得了良好的平衡，这使我们能够重新评估标准模型的有效性。

即使新结果再次证实了标准模型，这里仍有许多谜题。格点QCD和数据驱动方法之间的差异来自何处以及如何评估CMD-3实验的结果尚未完全了解。距离实现将总误差降低到0.2%左右的长期目标还有很长的路要走。

» 仪器设备 购买 咨询