2021年4月7日上午，美国费米国家加速器实验室（Fermi National Accalorator Laboratory, FNAL）选择召开网络视频发布会，公布了缪子g-2实验组对于缪子反常磁矩的首个测量结果。现有结果与粒子物理标准模型预言之间4.2倍标准差的偏离，不仅吸引了全球粒子物理学家的关注，也引来了媒体的目光。一时间，超出标准模型的新物理再次成为了大家讨论的话题。缪子是什么？
“g-2”是什么意思？这个实验结果到底告诉我们什么？我们希望这篇小文能对大家囫囵地了解这些问题有所帮助。
缪子，又称μ子，是一种质量在电子和质子之间，带一个单位电荷的粒子。它与电子同属一类，参与相互作用的性质和所带的各种荷（除了质量）完全一致。缪子也有磁矩，也有朗德g因子。但是由于缪子的质量比电子大，它能激发的量子涨落效应比电子更显著，这使得物理学家们对于缪子反常磁矩的测量产生了极大的兴趣。
缪子反常磁矩的测量在费米实验室的测量结果之前，物理学家已经不止一次测量过缪子的反常磁矩。其中最为著名的实验，就是美国布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory, BNL）的E821实验。这次费米国家实验室测量缪子反常磁矩的方法，在原理上，与E821实验基本相同。
如何测量缪子磁矩呢？缪子的寿命只有短短的2微秒，显然不可能把它老老实实放在磁场里观察。
物理学家们利用了一种带磁矩的粒子在匀强磁场中运动的特有现象——托马斯进动。通过对经典陀螺的进行受力矩分析，人们发现一个高速转动的陀螺，当它的转动轴与地面不完全垂直时，它的转动轴也会转动。这背后的原因，是因为陀螺始终受到一个垂直它角动量方向的力矩。中学物理课上大家都学过匀速圆周运动，知道如果一个质点始终受到垂直它动量方向的力，它就会做匀速圆周运动。
类似的，如果一个陀螺始终受到一个垂直它“角”动量方向的力“矩”，它的转轴——也就是角动量方向，也会做一个“匀速圆周运动”。
费米国家实验室不仅利用了与布鲁克海文国家实验室完全相同的实验原理，连磁铁也是直接把布鲁克海文国家实验室E821组的那块老磁铁直接千里迢迢运来的。为此，他们先是海运，接着走内河，最后一段用卡车才把这块巨大的磁铁从纽约州长岛运到位于芝加哥西郊的费米国家实验室。磁储存环的直径有14.2米，其中的匀强磁场的磁感应强度达到了1.45特斯拉。这时的频率差大概使得每跑27圈，缪子的自旋轴会再度与运动方向重合。
2021年4月7日当地时间上午10点，费米实验室缪子反常磁矩合作组召开线上新闻发布会，公布了他们对缪子反常磁矩测量的最新结果。新的结果与E821实验组的结果基本一致，但其中心值略微接近了标准模型的预言，且具有更小的实验误差。当物理学家们综合了布鲁克海文国家实验室的结果后，最终得到精度提高到了百万分之0.35，而标准模型理论的预言为精度为百万分之0.43。
新的结果表明，实验结果比标准模型理论的预言大了4.2倍标准差。