自2012年期待已久的希格斯玻色子檢測以來，粒子物理學家一直在更深入地探索亞原子領域，以期進行超出粒子物理標準模型的研究。透過這樣做，他們希望確認以前未知粒子的存在和奇異物理學的存在，並希望更多地瞭解宇宙是如何開始的。

在費米國家加速器實驗室又名費米實驗室，研究人員一直在進行Muon g-2實驗，該實驗最近宣佈了其首次執行的結果。費米實驗室團隊由於其儀器前所未有的精度，發現他們的μ子在行為上與標準模型不一致，從而解決了數十年來一直存在的差異。

涉及μ子的實驗始於數十年前的歐洲核研究組織（CERN），最近在紐約的布魯克海文國家實驗室（BNL）進行。2011年，費米實驗室（Fermilab）接管了BNL停工的地方，並開始致力於開發強大的加速器，以探索短壽命的μon粒子與真空中強磁場的相互作用。

類似於電子質量是電子的200倍，當宇宙射線撞擊地球大氣時，自然會產生μ子。另一個相似之處在於，μ子的行為就像旋轉的磁體一樣，其強度決定了它們在外部磁場中進動（旋轉）的速率（被稱為“ g因子”）。對於μ子，其g因子略大於2（因此稱為實驗名稱）。

Muon g-2實驗的目的是檢查在強磁場作用下μon的進動率。透過測量其g因子，使其精度達到百萬分之0.14（ppm），組成Muon g？2協作的研究人員希望看到它們的行為是否與標準模型（SM）的預測一致。如果不是，則表明存在超出SM的物理，需要加以考慮。

義大利國家核物理研究所（INFN）的物理學家Graziano Venanzoni也是Muon g-2實驗的發言人。正如他在4月7日宣佈的第一次研討會結果公開的研討會上所說的那樣，結果與SM的預測不一致：

“今天是不平凡的一天，不僅我們而且整個國際物理學界都期待已久。我們的年輕研究人員以他們的才華，思想和熱情，為我們取得了令人難以置信的成就提供了很多榮譽。”

美國能源部BNL的前身實驗於2001年結束，首次提供了暗示，表明介子的行為不符合標準模型。Fermilab的Muon g-2實驗的第一個結果-迄今為止最精確的結果-與BNL研究小組獲得的結果高度吻合。這兩個實驗的核心都是一個15.25米（50英尺）的超導磁儲存環。

Muon g-2磁鐵於2013年到達費米實驗室。

該元件於2013年被運送到芝加哥，與費米實驗室的粒子加速器整合在一起，以產生美國任何實驗室中最強的μ子束。該光束被引導到儲存環中，在那裡，μ子被加速到接近光速的速度。當μ子迴圈數千次時，它們與短壽命的亞原子粒子相互作用，這些粒子在真空中不斷地出現和消失。

這些量子級的相互作用會影響g因子的值，從而導致μ子的進動加快或減慢。這導致了所謂的“異常偶極磁矩”，其中相互作用的影響有助於粒子的磁矩。SM可以非常精確地預測到這種效果，但是SM或粒子之外的附加力的存在會產生附加效果。

費米實驗室（Fermilab）和BNL獲得的結果表明，異常磁矩不同於SM預測的磁矩，有效值為4.2 sigma。此外，研究人員確定，他們的結果歸因於統計波動的機會只有40,000的1。肯塔基大學的物理學家，Muon g-2實驗的模擬經理雷妮·法特米（Renee Fatemi）說：

“我們測量的數量反映了介子與宇宙中其他所有物質的相互作用。但是，當理論家使用標準模型中所有已知的力和粒子來計算相同的數量時，我們不會得到相同的答案。這有力的證據表明，μ子對我們最好的理論中沒有的東西很敏感。”

Fermilab研究部副主任Joe Lykken補充說：“遏制介子的微妙行為是一項了不起的成就，它將在未來的幾年中指導物理研究超越標準模型。” “這是粒子物理學研究的激動人心的時刻，費米實驗室處於前沿。”

Muon g-2實驗的第一個結果證實了二十年前BNL進行的實驗的結果。

儘管這些結果略小於宣告陽性結果所需的5σ的標準偏差，但這仍然是額外物理學的有力指示。同時，費米實驗室（Fermilab）的團隊正在忙於分析在實驗的第二和第三次執行中獲得的資料，以檢視這些資料是否可能獲得了更令人信服的結果。第四輪正在進行中，第五輪計劃在未來進行。

將所有五個執行的結果相結合，將為研究人員提供對μ子g因子的更精確測量。經過數十年的研究，科學家們最終可能會發現量子泡沫中是否存在其他掩蓋了時間和空間的物理學。費米實驗室科學家克里斯·波利（Chris Polly）說，他是布魯克海文實驗的首席研究生，也是本實驗的聯合發言人：

“自布魯克海文實驗結束以來已經過去了20年，終於解決這個奧秘真是令人滿足。到目前為止，我們僅分析了該實驗最終收集的不到6％的資料。儘管這些最初的結果告訴我們，標準模型之間存在著令人著迷的差異，但在未來幾年中，我們將學到更多。”