南开大学研究团队提出解释反常磁矩的新物理机制

南开大学研究团队提出解释反常磁矩的新物理机制

引用

科学网

1.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/2/538294.shtm

近日，南开大学研究团队在反常磁矩研究方面取得重要进展。他们首次提出“狄拉克编织子”概念，并基于此提出“电子-编织子混合”新机制，为解释电子g因子与2的偏差提供了全新视角。

狄拉克电子与狄拉克编织子的哈密顿量示意图 研究团队供图

20世纪初，英国著名理论物理学家保罗·狄拉克建立了相对论量子力学，并基于狄拉克方程预言：电子的g因子严格等于2。这一预言成为量子理论的重要基石。然而，随着量子场论的发展，科学家通过实验发现，电子、缪子、陶子等轻子的g因子会略微偏离2，这一现象被称为“反常磁矩”，研究该现象的实验被称为“g-2实验”。微小偏差背后的物理机制被科学家视为验证量子电动力学和标准模型的“精密探针”，甚至可能暗示超越标准模型的新物理。

传统观点认为，反常磁矩的起源需要依赖于量子场论中的高阶修正（如虚光子涨落）。但南开大学研究团队独辟蹊径，重返相对论量子力学的框架，提出一种名为“电子-编织子混合”的新机制。研究表明，通过调节“电子-编织子”之间混合角的大小，电子的g因子可以发生显著改变，而非仅产生微小偏移。这一结果颠覆了长期以来“相对论量子力学无法解释明显g因子偏差”的认知。

审稿人评论称：“该研究提出了数学模型和实验预测，为探索量子电动力学及其他领域提供了新的方向。”如果该物理机制能获得实验的成功验证，那么它将能丰富各种粒子磁矩的研究方法，并为探索暗物质、额外维度等新物理概念提供强有力的理论工具。

该研究工作获得国家自然科学基金项目资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.rinp.2025.108125