μ子素或揭示超越标准模型的新理论物理学经典难题有望解决

通过钻研1种叫做μ子素的怪异原子，钻研人员但愿“行动不端”的μ介子能揭露物理学规范模型以外的新秘

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密。为了制作μ子素，他们在瑞士保罗谢勒钻研所（PSI）运用了世界上最强烈的间断低能量μ介子束。该钻研发表在最近的《天然·通信》上。

自发现以来，μ介子1直以其突破惯例的奇异行动使迷信家感到困惑。二0二三年费米试验室的μ介子g⑵试验标明，这类巨大的亚原籽粒子的摆动远超过实践预测。当μ介子用于丈量质子的半径时，它也是个“费事制作者”，发生了与之前的丈量截然不同的值。

为了了解μ介子的奇怪行动，PSI以及苏黎世联邦理工学院的钻研人员转向了1种称为μ子素的怪异原子。μ子素由绕行电子的正μ介子构成，相似于氢，但要简略患上多。氢的质子由夸克组成，而μ子素的正μ介子没有子构造，这象征着它提供了1个无比洁净的模型零碎来取得极为准确的μ介子品质根本常数值。

钻研人员示意，由于可无比准确地丈量μ子素的性质，人们可尝试检测规范模型的任何偏差，并由此推断出哪些超出规范模型的实践是可行的。

要使丈量无比准确，1个次要应战是制作强烈的μ子素粒子束以缩小统计误差。但制作大量的μ子素，且只延续两微秒其实不容易。全世界仅PSI的瑞士μ介子源有足够的低能量正μ介子来完成。

钻研团队应用低能μ介子光束线上构成的μ子素，以微波以及激光探测了其特性，并初次丈量μ子素中某些无比特定的能量子程度之间的转变。

丈量μ子素的才能有助于对于兰姆位移的精细肯定。兰姆位移是氢中某些能级相对于于经典实践预测的“应当”地位的巨大变动。跟着量子电能源学的呈现，这类转变患上到理解释。但是在氢中，拥有子构造的质子又使事件繁杂化，在μ子素中丈量的超准确兰姆位移却可用以检修量子电能源学实践。

μ介子的品质只有质子的一/九，这象征着与核品质相干的效应（如粒子在排汇光子后如何反冲）会加强。在氢中没法检测到，但在μ子素中高精度地到达这些值，可以使迷信家测试某些异样实践，如是不是有新粒子存在。

钻研团队的更大指标是称量μ介子。μ介子品质是没法用实践预测的根本参数，跟着试验精度的进步，迫切需求进步μ介子品质的值作为计算的基础。

同时，这类丈量还可能致使里德伯常数的新数值，这是原子物理学中的1个首要根本常数，独立于氢光谱，它将能解释致使质子半径困难的丈量值差别，乃至可能1劳永逸地处理问题。

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