费米实验室的μ子g-2实验在中北部物理教师和学生的帮助下探索了未知的领域

美国.S. 美国能源部费米国家加速器实验室最近公布了其μ子g-2实验的最新测量结果, 支持了2021年4月发布的同一长期项目的初步调查结果. 是过去两年收集的, 这些发现“在理论和实验之间进行了20多年的摊牌,根据巴达维亚的官方声明, 生病了.的费米实验室.

μ子g-2实验是一项合作 由来自7个国家33个机构的近200名科学家组成，其中包括立博在线体育. Dr. 保罗·布鲁姆, 立博在线体育物理系副教授, 参与国际合作有几年了吗, 就像 曼迪Kiburg他是立博在线体育的兼职物理学教授，也是费米实验室的一名专职科学家.

介子是一种亚原子粒子，内部有一个像电子一样的磁铁，但质量大约是电子的200倍. g-2实验测量了介子的一种被称为“磁矩”的特性.测量g-2对应的精度为0.百万分之20. 虽然很小，但结果可能是巨大的.

“这可能意味着很多事情,布卢姆说, 指的是在测量中发现的异常. “新的粒子，新的力——立博在线体育不知道立博在线体育不知道什么. 但就立博在线体育对物质的基本成分和它们相互作用的力的理解而言，这可能是一件大事.”

“这项测量是一项令人难以置信的实验成就,彼得·温特说, 他是阿贡国家实验室的物理学家，也是μ子g-2合作项目的联合发言人. “将系统性的不确定性降低到这个水平是一件大事，也是立博在线体育没想到这么快就能实现的.”

最近的发现如此令人兴奋的原因之一是收集和分析的数据数量庞大. 更多的数据减少了统计结果的不确定性, 它最终需要减少统计和系统的不确定性来提高测量的精度.

“这是迄今为止对介子磁偶极矩最精确的测量，”布鲁姆说. “通过更精确地测量异常, 立博在线体育可以将其与标准模型预测的结果进行比较, 是什么解释了立博在线体育所知道的所有粒子和力. 如果他们不同意，那么就会发生一些非常有趣的事情. 可能会有一些新的物理原理让人们感觉到它的存在. 那太不可思议了.”

立博在线体育的学生在这一努力中发挥了关键作用, 他曾与布鲁姆合作过g-2实验的几个方面，该实验可以追溯到2017年.

布鲁姆说, 他的学生已经为带电粒子跟踪系统执行了各种质量控制和保证测试模块, 他们参与了设计的每一步, 建立和改进“测绘磁力计”，以测量带电粒子跟踪系统内部的磁场.

布鲁姆的两名学生——19岁的泰勒·韦策尔和20岁的达里尔·沃特金斯——与布鲁姆合作，成功地共同申请了美国大学.S. 能源部拨款和研究津贴奖励他们在g-2实验中的工作.

布鲁姆认为这些类型的实践, 现实世界的机会是立博在线体育教育经验的重要组成部分.

他说:“让立博在线体育的物理专业学生参与这类研究是我做这件事的原因。. “不做实际的科学是不可能理解科学的. 教室有其用途, 教学实验室也是如此, 但最终, 在发现和失败的过程中，立博在线体育看到了科学是如何运作的.”

此次合作预计将发布他们的最终版本, 2025年最精确的μ子磁矩测量. 布鲁姆和他的学生会坚持到底.

有关费米实验室及其μ子g-2实验的更多信息，请访问 muon-g2.fnal.政府. 有关立博在线体育物理课程的更多信息，请访问 项目网页.

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