2026年4月29日 — 费米国家加速器实验室（Fermilab）的μ子g-2（Muon g-2）实验团队因在精确测量μ子磁矩方面的开创性工作，荣获2026年基础物理学突破奖（Breakthrough Prize in Fundamental Physics）。该实验的精确测量结果暗示，可能存在超越当前粒子物理学标准模型的新物理现象。

什么是μ子g-2实验

μ子（muon）是一种基本粒子，与电子类似但质量约为电子的207倍。根据量子力学原理，μ子在磁场中会发生"摆动"（wobble），其摆动速率由一个被称为"g因子"的物理量描述。

标准模型对μ子的g因子做出了精确预言。然而，长期以来，实验测量值与理论预测之间存在微小但显著的偏差——这一偏差被称为"μ子反常磁矩"（muon anomalous magnetic moment）。如果这种偏差被最终确认，它将暗示存在尚未被发现的粒子或力。

费米实验室的突破性测量

费米实验室的μ子g-2实验是目前世界上精度最高的μ子磁矩测量实验。实验利用费米实验室强大的粒子加速器产生μ子束，并将其注入一个直径约15米的超导磁环中。在磁场中，μ子的"摆动"被极其精确地测量，最终得到的实验精度达到了惊人的0.2 ppm（百万分之零点二）。

实验结果持续显示出与标准模型理论预测的偏差，这一发现引起了全球粒子物理学界的广泛关注。

突破奖的认可

2026年基础物理学突破奖授予了μ子g-2实验的核心研究团队成员。该奖项被誉为"科学界的奥斯卡"，每项奖金高达300万美元，旨在表彰在基础科学领域做出重大贡献的科学家。

CERN在公告中指出：“μ子g-2实验代表了粒子物理实验精密测量的巅峰成就。它不仅推动了实验技术的进步，更为探索超越标准模型的新物理提供了关键线索。”

全球合作

μ子g-2实验是一个大型国际合作项目，汇聚了来自全球多所顶尖研究机构的科学家。参与机构包括费米实验室、布鲁克海文国家实验室、波士顿大学、康奈尔大学等。来自印度阿萨姆邦的物理学家Atanu Nath也是获奖团队的重要成员之一，他的贡献得到了国际同行的广泛认可。

科学意义

μ子g-2实验结果如果最终被证实确实偏离标准模型预言，将是粒子物理学数十年来最重要的发现之一。它可能暗示存在以下新物理现象：

• 超对称粒子：标准模型的扩展理论预言了大量尚未发现的粒子
• 暗光子：一种可能与暗物质相关的新粒子
• 轻子夸克：连接轻子和夸克的新粒子

然而，科学家们也强调，理论计算方面的不确定性仍需要进一步澄清。欧洲核子研究中心（CERN）和其他实验室正在开展相关理论研究，以确认实验偏差是否确实指向新物理。

未来展望

随着实验精度的不断提升和理论计算的逐步完善，μ子g-2实验有望在未来几年内给出关于新物理存在的更明确答案。无论最终结果如何，这一实验都已经展示了人类探索自然基本规律的不懈追求和卓越能力。

来源：Newswise | CERN | Fermilab