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在粒子物理标准模型中 ， 科学家们根据粒子相互间作用力的不同 ， 将组成物质的最小、最基本的单元划分为三种粒子 ， 分别是强子、轻子和传播子 。 在上世纪中叶 ， 科学家们又通过宇宙高能射线以及高能加速器 ， 陆续发现了上百种自旋为整数的介子以及自旋为半整数的重子 ， 这些介子和重子都是由上、下、奇异3种夸克所构成 ， 与此同时 ， 也发现了比电子要重、带一个负电荷的μ介子以及与之相伴的中微子 。 据此 ， 科学家们进一步丰富完善了粒子物理标准模型 ， 将夸克与轻子置于同一层次 ， 为成为最严密的物理理论之一奠定了坚实的基础 。
μ介子摆动频率与粒子标准模型的“出入”
一个理论越是完美 ， 就越会受到科学家们的关注 ， 总会想方设法去进行验证 ， 而这种验证多数是以“证伪”为主要目的 ， 就像宇宙大爆炸、进化论一样 ， 粒子物理模型自从上世纪70年代发展起来之后 ， 就一直“享受”着这种待遇 。
之所以粒子物理标准模型会如此令科学们着迷 ， 主要原因在于 ， 它能够非常准确地预测宇宙中基本粒子的行为和规律 ， 拿μ介子来说 ， 标准模型就准确地预测了它的摆动频率 。 然而 ， 粒子物理标准模型同样存在着“缺陷” ， 比如其中缺少对引力的描述 ， 也没有涉及可能遍布宇宙中的神秘暗物质 。
所以 ， 在整个宇宙中 ， 或许会存在着标准模型之外的东西 ， 于是科学家们对它的研究乐此不疲 ， 但是大量的实验 ， 特别是高能粒子加速器投入研究以后 ， 结果总会让人们“失望” ， 因为所观察到的现象 ， 都处在粒子标准模型的预测范围之内 ， 最有代表性的就是2012年 ， 利用大型强子对撞机 ， 发现了一种标准模型所预测的粒子—希格斯玻色子 ， 使得粒子标准模型体系更加完整 ， 权威性变得更强 。
2001年 ， 美国布鲁克海文国家实验室研究发现 ， 粒子标准模型中的μ介子 ， 其摆动频率似乎比标准模型预测的要稍微快一些 ， 这种现象利用模型很难解释 。 自2018年以来 ， 美国费米实验室研究人员 ， 进一步完善这个实验 ， 利用大型强子对撞机监测到 ， μ介子的摆动频率 ， 的确要比标准模型预测的稍快 ， 在一定程度上说明宇宙中可能存在着额外的粒子 ， 对μ介子的行为产生了影响 ， 而这种影响标准模型并没有做出预测 。
标准模型对μ介子行为的预测
μ介子是一种微观粒子 ， 它的性质与上世纪30年代发现的电子有很多相似之外 ， 具有负电荷 ， 具有自旋特性 ， 但是它的质量要比电子大得多 ， 是电子的207倍 ， 这些性质使得该介子在磁场中可以表现出比较微弱的摆动 ， 而且磁场越强 ， 摆动的频率就会越快 。
按照标准模型 ， 在量子尺度上 ， 微小的能量波动体现形式 ， 就是粒子对（正粒子和虚粒子）的突然出现和消失 ， 如果μ介子与虚粒子的“背景”相互融合时 ， 就会出现摆动频率加快的现象 ， 加快的效率约为0.1% ， 而实现这种摆动频率增加的环境 ， 就是反常磁矩 。
不过 ， 标准模型对μ介子的预测 ， 取决于对宇宙中所有粒子的描述 。 在已经做出预测的所有粒子中 ， 对μ介子的影响是相对固定的 ， 这也就使得其摆动频率处在一个“合理”的增幅之中 。 那么 ， 假如宇宙中包含着模型没有预测到的其它粒子 ， 那么就会影响μ介子的反常磁矩 ， 从而有几率使得μ介子的摆动频率突破到上述固定区间之外 ， 虽然这种额外的影响微乎其微 ， 但仍然有几率在精密的实验室中测量出来 。
因此 ， 探测μ介子 ， 已经成为新物理学中最具有包容性的活动之一了 ， 如果通过反复实验 ， 测量的结果 ， 在消除随机波动造成的理论预测与实际观察之间的误差之后 ， 达到一定的确定性标准之后 ， 仍然存在着“分歧” ， 那么就会对之前的粒子标准模型产生冲击 。
费米实验室所做的努力
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