上海交通大学团队共享国际科学大奖 http://www.huaue.com　 2026年5月2日　 来源：上海交通大学 　　近日，2026年基础物理学突破奖揭晓，欧洲核子研究中心、美国布鲁克海文国家实验室和费米国家加速器实验室的三代缪子反常磁矩实验国际合作组（Muon g-2 Collaboration）共同获奖。该奖项是科学突破奖（Breakthrough Prize） 的三大奖项之一，单项奖金300万美元，被誉为“科学界的奥斯卡”。其中，费米缪子反常磁矩实验国际合作组凭借2025年公布的最终测量结果，将缪子反常磁矩实验精度推进至127 ppb，给出了目前最新、最精确的实验结果，在本次获奖的三代实验中发挥了尤为重要的作用。上海交通大学缪子物理团队作为费米缪子反常磁矩国际合作组的核心贡献团队之一，与全球376名研究人员共同分享这一基础物理学领域的国际顶级荣誉。 　　获奖成果 缪子反常磁矩实验是近六十年来国际粒子物理领域最具标志性的精密测量实验之一。缪子是电子的“大个兄弟”，其质量约为电子的 207 倍；与电子一样，缪子像一个微小的磁体，在外磁场中以由“g 因子”描述的进动速率绕自旋轴摆动。量子场论预言，真空中不断涌现与湮灭的虚粒子会使 g 略大于 2，而这一微小的“反常”正是粒子物理标准模型之外的新粒子与新相互作用的灵敏探针。缪子反常磁矩实验致力于以前所未有的精度测量这一反常偏离 aμ = (g − 2)/2。该精确测量实验不仅助力检验量子场论与标准模型的完备性，更为探索超出标准模型的新物理开辟道路。 　　基础物理学突破奖特别表彰了缪子反常磁矩三代合作组在粒子物理领域的里程碑贡献： 欧洲核子中心于 1960–1970 年代首次实现具有意义的反常磁矩测量、布鲁克海文实验室于 1990 年代将测量精度大幅提升，费米实验室于 2013 年将直径 15 米、重达 50 吨的超导储存环磁铁海陆联运运至美国芝加哥西郊，并将最终实验精度推进至 127 ppb（十亿分之一百二十七）。这比 1965 年欧洲核子中心首次实验的精度提升了约三万倍，成为世界上最精确的基本物理测量之一。 　　突破奖的颁奖词还写道：“该奖表彰三代合作组数十年来在缪子反常磁矩测量上开创性的工作，不断突破实验精度的极限，并为超越标准模型的新物理探索开启了新的时代。” 　　测距京沪两点误差不超一掌127ppb背后的60年长跑 　　127ppb，这个代表着目前最新、最精确的实验结果，那它究竟意味着什么？ 　　“就好比我们测量从上海到北京的距离，所达到的测量误差，不超过我们手掌的大小。”上海交通大学李政道研究所副教授许金祥举例解释。 　　为什么要花巨大代价追求“一掌之差”？“就像用手机拍月亮：精度不够时，只能看到一个模糊光点；精度提升后，月亮的轮廓显现了；当精度推向极致，陨石坑的每一处细节都纤毫毕现。”研究团队解释，精度越高，科学家能看到的底层物理现象就越多。自然界四大基本作用力中的三种——电磁力、强力和弱力——都会在缪子的磁矩上留下可探测的印记。只有先把这三种已知作用力的贡献算得一清二楚，再配上实验的极限精度，这根探针才能拨开迷雾，照见微观世界里更深层次的隐秘规律。 　　每一次微观宇宙中的视距延伸，都是数代人薪火相传的漫长跋涉。基础科学的突破，往往就建立在这种对极限数十年如一日的死磕之上。 　　像拆“盲盒”一样做实验，这根“探针”在找什么？ 　　要理解这项物理突破，我们要先认识微观宇宙里的一个独特角色——缪子（Muon）。 　　作为自然界无法再分割的基本粒子，缪子被视作电子的“大个兄弟”。它就像一个极其微小的磁体，放在外加磁场中，会像一个倾斜的陀螺那样，自转轴绕着磁场方向打转——这叫“进动”。量子场论预言，真空中不断涌现与湮灭的虚粒子，会对缪子的磁矩产生微小的额外修正。这个超出经典预言的微小偏离，就是“反常磁矩”。 　　为什么要几十年如一日“死磕”这个微小的数值？上海交通大学物理与天文学院李亮教授给出了解答：“这不仅是对现有理论的终极考验，更是通往未知新物理世界的大门。”粒子物理的标准模型描绘了我们已知的基本粒子和相互作用力。如果大自然中还隐藏着我们尚未发现的新粒子，或者全新的相互作用力，它们就会在暗中对缪子的磁矩施加影响，导致最终的测量结果与理论预测值产生偏离。因此，缪子成为了微观世界中极其灵敏的一枚“量子探针”。 　　“我们有两种方法获得缪子反常磁矩：一是通过理论极高精度地计算它的磁性到底有多强，二是通过实验高精度地去测量。”只要把理论计算和实验测量做到极致，再将两者放在天平上对比，就能知道理论是否完美描述了微观世界。 　　有趣的是，这场实验就像一场严丝合缝的“拆盲盒”游戏。为了防止研究人员潜意识里迎合理论，合作组引入了严苛的“盲法分析”。 　　数据处理时会被人为加上未知的偏移量。“我们不知道它真正的结果是多少，只有从各个角度排除了各种各样的误差之后，觉得数据分析没问题了，我们才打开这个盲盒。”许金祥坦言，在最后一刻之前，无论理论还是实验团队，都无法碰触那个真实的数字。他们并不预设答案，“无论结果是否一致，都将拓展人类知识的边界。” 　　此前，缪子反常磁矩实验于2021年、2025年两次入选《科学》年度十大突破。 　　作为创始成员单位交大团队全面参与研究任务 　　上海交通大学自2012年起作为创始成员单位正式加入费米实验室缪子反常磁矩国际合作组，是合作组中参与实验测量任务最全面的研究单位之一。团队由李亮教授（物理与天文学院）和许金祥副教授（李政道研究所）共同领导。团队在缪子反常进动频率的重建与分析、高精度磁场测量与标定、束流动力学修正、束流相干振荡建模、以及电磁量能器与硅光电倍增管读出系统性能研究等方面做出了一系列重要贡献。 　　李亮于2012年带领团队加入费米缪子反常磁矩国际合作组，是上海交通大学缪子物理团队的主要负责人之一。多年来，他带领团队深度参与实验探测器研制、高精度磁场测量与标定、离线数据处理与分析等关键任务，为实验最终达到127 ppb的国际最高测量精度作出了重要贡献。在探测器研发阶段，李亮教授深度参与了量能器系统研制，开展氟化铅晶体测试，多次参加量能器原型机束流实验，为量能器性能优化和高精度测量奠定了重要基础。李亮教授任合作组秘书长并两次入选执行委员会，自2018年起连续担任合作组离线数据组总负责人，全面负责实验数据的生成、传输、预处理、重建和模拟，组织建设了支撑全实验数据处理与物理分析的核心离线架构。围绕复杂堆积本底、能量残留递减等实验难题，他带领团队发展了数据驱动修正方法和高精度探测器模拟算法，有效降低了系统误差，提升了信号提取精度。作为交大团队首席PI，他还深度参与并主导了缪子进动频率测量及精确磁场测量标定等核心分析工作，团队独立分析结果被纳入合作组最终发布的综合测量结果。交大团队在国际合作组三十多家单位中规模和贡献度均居前列，充分体现了团队在国际合作中的重要学术影响力。 　　此外，李亮教授同时也是上海交大ATLAS团队的核心成员，在顶夸克精确测量与新物理寻找、双希格斯产生过程寻找以及希格斯自耦合测定等前沿研究中作出了重要贡献。他先后作为ATLAS国际合作组和费米缪子反常磁矩国际合作组成员，于2025年和2026年连续两年分享基础物理学突破奖，这一经历在全球科学界也极为罕见。李亮教授还积极推动国际缪子物理前沿研究成果在国内重大科技基础设施上的延伸布局，牵头推进基于强流重离子加速器装置（HIAF）的DREAMuS实验计划，并参与发起成立了中国粒子加速器学会缪子束流专业组（任副组长），为我国缪子科学研究平台的建设和研究队伍的壮大作出了重要贡献。 　　许金祥自2015年起加入缪子反常磁矩合作组，先后担任缪子反常进动频率分析共同召集人与合作组执行委员会成员，是合作组内少数全程深度参与实验设计、研发、搭建、调试、数据采集及最终物理成果发表全链条工作的科学家之一。早期，他系统开展了缪子束流注入与存储研究。在探测器研发阶段，作为PbF₂电磁量能器与SiPM读出系统束流测试及性能研究的核心成员，他为缪子衰变正电子的高精度能量与时间重建奠定了刻度方法基础，构建了相应软件与算法框架，并在实验调试阶段牵头搭建Nearline系统，为实验提供了快速事例重建的数据通道。2019年，许金祥以“李政道学者”身份加盟李政道研究所，随即带领新建研究团队深度介入合作组内Phase Acceptance束流动力学系统修正工作组（任共同负责人）及束流Betatron振荡系统误差分析工作组（任负责人）的关键任务。其间，他创新性地发展出基于高斯过程回归的非参数化CBO建模方法，有效突破了传统参数化拟合在束流动力学修正中的精度瓶颈，为Run‑4/5/6数据分析阶段系统误差估算提供了重要的方法学支撑。 　　此外，许金祥还领导团队作为初始成员与合作单位加入瑞士保罗谢尔研究所（PSI）的缪子电偶极矩实验（muEDM），并先后担任模拟与分析负责人及缪子探测器负责人；在上海市科委“基础研究特区”计划支持下，与上海科技大学和中国科学院高等研究院合作推进SHINE缪子源预研项目；在上海市规划与自然资源局支持下，与上海市地矿集团等单位合作拓展超大城市地下空间的缪子成像应用研究。许金祥现为中国物理学会粒子加速器分会缪子束流专业组成员，并荣获了2026年上海交通大学校长奖，还将担任今年8月举行的NuFact 2026中微子工厂国际会议本地筹备委员会主席。 　　上海交大缪子团队与美国费米国家实验室、阿贡国家实验室、华盛顿大学、康奈尔大学、波士顿大学、伊利诺伊大学、密歇根州立大学、意大利国家核物理研究院、德国美因茨大学、英国曼彻斯特大学、利物浦大学、日本高能物理研究所等国际知名研究机构开展了广泛的合作与联合培养。团队于2023年主办了第一届高亮度和高精度前沿缪子物理国际研讨会（MIP 2023），2025年主办了首届中日欧缪子物理研讨会，今年将承办2026年中微子工厂国际会议（NuFact 2026）。团队的相关研究获得了国家自然科学基金委员会、粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室、上海交通大学物理与天文学院和李政道研究所等平台的大力支持，在此表示衷心的感谢。 　关于上海交通大学更多的相关文章请点击查看　 特别说明：由于各方面情况的不断调整与变化，华禹教育网（Www.Huaue.Com）所提供的信息为非商业性的教育和科研之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，仅供参考，相关信息敬请以权威部门公布的正式信息为准。