Muong-2合作团队宣布了他们备受期待的更新测量结果。新结果与2021年宣布的第一个合作结果一致，而且精确度提高了一倍。事实上，这是迄今为止使用粒子加速器进行的最精确的测量。

该合作由来自7个国家和33个机构的181名科学家组成，其中包括美国能源部(DOE)阿贡国家实验室。该实验在美国能源部费米国家加速器实验室进行，旨在测量μ子的磁性，μ子是一种基本粒子，其行为可能表明新粒子或力的存在。

其他参与Muong-2实验的阿贡科学家包括博士后研究员YongyiWu和SamGrant，他们将最大限度地提高剩余数据集磁场测定的精度。他们在提交给《物理评论快报》的论文中描述了此次合作的结果。

μ子具有一种称为自旋的量子力学特性，这使得它们的作用就像一个微小的磁铁。当置于磁场中时，μ子的内部磁体会进动，就像陀螺的摆动一样。这种摆动的速度由称为磁矩的量决定，科学家用字母“g”表示。

2000年代初期，美国能源部布鲁克海文国家实验室的一项实验测量了μ介子的磁矩，发现实验结果与标准模型(科学家目前对宇宙中粒子和力的理解)的预测之间存在差异。费米实验室Muong-2实验是布鲁克海文实验的重现，旨在以四倍的精度挑战或确认这种差异。

Muong-2合作项目联合发言人、阿贡国家实验室物理学家彼得·温特(PeterWinter)表示：“通过第二个结果，我们将布鲁克海文实验和第一个结果的精度提高了两倍多。”“到分析结束时，我们正在将最终精度提高四倍。”

实验过程中，一束μ子在强磁场的影响下绕着一个大的空心环行进数百到数千次。当μ子以接近光速绕环旋转时，磁场会导致它们的自旋进动，而一系列所谓的虚粒子会影响进动。科学家们通过检测μ介子的自旋进动并极其精确地测量环中的磁场强度来确定“g”。

在最简单的层面上，理论预测“g”为二。但是，存在和消失的虚拟粒子的微妙影响可能会影响μ子的自旋进动，导致其真实的“g”略大于2。该合作正在测量这种差异，因此命名为Muong-2(发音为Muong减二)。

阿贡国家实验室助理物理学家、Muong-2合作项目的生产经理YuriOksuzian表示：“存在的每个粒子都对μ子在磁场中的行为产生影响。”“我们不是试图直接观察这些虚拟粒子，而是测量它们对μ子行为的影响。”

g-2的新实验结果是0.00233184110。此次测量以百万分之0.20的前所未有的精度支持了2021年公布的结果。它包含了实验六年中前三年采集的数据。

有两种类型的不确定性影响测量的整体精度。统计不确定性取决于分析的数据量;数据越多，科学家对他们的结果就越有把握。统计不确定性为+/-0.00000000043。由于分析的总数据还不到一半，该团队已经实现了最终统计不确定性目标的一半。

“我们收集了庞大的数据集，是布鲁克海文数据集规模的21倍多，”负责处理和准备大量数据进行分析的Oksuzian说道。此次合作的目标是在未来几年内整合所有六年的数据。

另一个因素，即系统不确定性，是基于实验缺陷，Muong-2科学家在过去几年中一直在努力将其最小化。该不确定性为+/-0.00000000019。

阿贡国家实验室助理物理学家西蒙·科罗迪(SimonCorrodi)表示：“我们尽一切努力从这些测量中获得最大收益。”他作为Muong-2的现场分析协调员和运营经理领导了此次分析。“现在，我们的总体系统不确定性已经达到了十亿分之七十，远远超过了我们低于十亿分之一百的最终目标。”科罗迪现在将担任其余大型数据集的分析协调员。

阿贡科学家的主要贡献之一是精确测量环周围的磁场强度。尽管μ子穿过令人印象深刻的恒定磁场，但环境温度的变化和实验硬件的影响会导致磁场发生轻微的变化。为了测量这些变化，科学家们在环壁上安装了数百个探针。他们还每隔几天就会送出一辆装满探测器的手推车绕环一周。

为了确保探头产生准确的读数，科学家们使用阿贡国家实验室的螺线管磁铁测试设施对其进行校准。该设施使科学家能够实现精确到十亿分之几的现场测量，就像测量游泳池中水滴的体积一样。

在接下来的几年里，被称为Muong-2理论计划的理论和实验物理学家合作将努力解决g-2标准模型预测的两种计算方法之间的紧张关系。2020年，该倡议宣布了当时可用的g-2最佳标准模型预测。但基于不同理论方法(晶格规范理论)的新计算与2020年的计算结果不一致。

“当我们试图理解理论差异时，我们的精确测量现在变得更加重要，”科罗迪说。“这是理论与实验之间对话的一个美丽例子。”

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