子木是粒子物理標準模型中的第二代帶電輕子，在標準模型的發展中起著重要的作用。
μ子的磁矩和自旋有壹個比例系數gμ，狄拉克方程預測為2。但由於量子漲落的存在，gμ因子需要用量子輻射來修正。
目前關於子木磁矩的討論圍繞著這個修正的大小，壹般稱為反常磁矩aμ。
在標準模型的框架內，反常磁矩的計算壹般分為:量子電動力學、電弱相互作用、強子真空極化和強子光-光散射。
第壹次反常磁矩的量子電動力學修正計算是對電子在1948中搖擺完成的，a = 0.001160.1%。
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在1957年首次測量到子木的異常磁矩。
在1956中，李政道和楊振寧提出了“弱相互作用下宇稱不守恒”。後來，萊德曼的團隊驗證了宇稱不守恒，間接得到了與零壹致的實驗結果，aμ =0.0 0.1。
之後通過CERN的壹系列實驗和BNL的μ介子g-2實驗，精度達到了0.5410-6，不到百萬分之壹。
此時基於標準模型的理論計算已經達到相當的精度，但比測量值小2.7個標準差，提示可能存在超越標準模型的新物理。粒子物理的理論家和實驗家們開展了壹系列工作，希望進壹步提高理論計算和實驗測量的精度。
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2017至今，子木異常磁矩偉大理論團隊分別在美、德、日召開工作會議。2020年中期，大家認識的理論值出爐，這個值和實驗值的差值已經達到了3.7個標準差。
在實驗方面，自2009年以來，有兩個團隊計劃使用兩種不同的實驗方案來提高測量精度，即費米國家加速器實驗室的μon g-2實驗和J-PARC的μon g-2/EDM實驗。
費米實驗室開發了性能更好的電磁量能器、磁場測量核磁共振探針和其他改進，而J-PARC則采用不同的方法來存儲μ子動量、μ子束和測量衰變電子。
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費米實驗室的μ子g-2合作組成立於2009年。2017年中期實驗建設完成後，開始實驗試運行，最終在2018年采集到第壹批實物數據(Run-1)。
反常磁矩的物理分析主要分為:通過測量正電子數隨時間的振蕩得到μ子自旋的反常進動頻率；儲存環的磁場分布由安裝在儲存環上下的核磁共振探頭和在儲存束流區掃描的核磁共振探頭小車獲得；通過比較徑跡探測器的測量和束流力學的模擬，得到了μ介子束在儲存環中的時空分布。
Run-1的數據發表在2021年4月7日的《物理評論》雜誌上，其精度是目前為止最好的。結合BNL的測量值，實驗的理論差達到了4.2個標準差。
在費米實驗室發表結果的同時，基於晶格QCD計算強子真空極化(HVP)對反常磁矩貢獻的BMWc團隊也在《自然》雜誌上發表了最新的計算結果，結果顯示理論實驗只有1.6個標準差的差異，計算值與基於色散關系的其他理論值有3.7個標準差的差異。
目前，其他QCD團隊正在驗證這壹新結果的計算和系統誤差的估計，希望在不久的將來解決理論值之間的矛盾。
費米實驗室的μ子g-2實驗目前正在收集第五批數據(Run-5)，計劃至少運行1年，從Run-6開始測量負μ子的異常磁矩。
此外，μ子g-2實驗的數據還可以用來尋找μ子的電偶極矩以及與μ子耦合的超輕暗物質。
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與此同時，J-PARC的μon g-2/EDM實驗也逐漸步入正軌。通過產生μ子和激光電離產生冷μ子，然後精確測量反常磁矩。
2018已經實現了利用射頻諧振腔加速謬爾，在謬爾元件制作、謬爾加速束流流線、徑跡探測器模塊等方面取得了很大進展。
實驗計劃2027年開始取數據，用不同的測量方法驗證費米實驗室的測量結果。
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2021是子木物理學中壹個非常重要的節點。預計2022年，美國和日本的異常磁矩實驗將取得進壹步突破，為解開子木異常磁矩之謎做出貢獻。
重口味和強子物理研究
在粒子物理的標準模型中，三代輕子和規範玻色子具有相同的耦合強度，稱為“輕子普適性”。
檢驗重味強子衰變中的“輕子普適性”是尋找標準模型之外的新物理的重要途徑之壹。
B廠(Babar實驗和Belle實驗)之前已經測試了底介子B+衰變中輕子的普遍性，測量了所謂的“RK”，沒有發現與標準模型的預測有偏差的跡象。
LHCb實驗國際合作組2014發布的測量結果與標準模型的預測存在2.6倍標準差的偏差。2019使用更多數據提高測量精度後，仍有2.5倍標準差的偏差。
2021年，LHCb實驗國際合作組進壹步提高了RK的測量精度，結果偏離標準模型預測3.1倍，這可能是新的物理影響的標誌。
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粒子物理學的標準模型中只有四種粒子可以在正負物質粒子之間“振蕩”，而正負粒子的“振蕩”正是量子力學重要性質的體現。
中性粲介子D 0的振蕩頻率較小，在實驗中難以測量。LHCb實驗國際合作組在2013的實驗中確立了它的振蕩性質。
2021年，LHCb實驗國際合作組測量了決定中性介子振蕩頻率的物理量——兩個質量本征態的質量差，這是首次在實驗中建立了中性介子兩個質量本征態的質量差。
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強子光譜學的研究有助於深入理解誇克模型和強相互作用，是粒子物理學的壹個熱點。
自2003年Belle實驗國際合作組發現X _ (3872)粒子以來，實驗上發現了壹系列奇怪的強子態，其中壹些是帶電的，不可能是傳統的電中性重誇克-偶極。
2021年，實驗發現了新的奇怪強子態，包括奇怪的隱藏四誇克態Zcs (3985)，Zcs (4000)，Zcs (4220)和雙魅力四誇克態。
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北京譜儀III實驗國際合作組
在反應過程中，在
和
找到壹個接近質量閾值的。
增強的結構需要通過引入壹個新的四誇克候選Zcs (3985)來解釋。
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LHCb實驗國際合作組通過對底介子衰變路徑的振幅分析，在粲誇克J/ψ和帶電K介子組合的不變質譜中發現了明顯的增強結構。進壹步分析表明，該系統有兩個* * *振動結構Zcs (4000)和Zcs (4220)。
Zcs (4000)的質量與北京譜儀ⅲ實驗國際合作組發現的Zcs (3985)在誤差範圍內是壹致的，但其寬度是1個數量級。它們是否是同壹個粒子，需要進壹步的理論和實驗研究。
LHCb實驗國際合作組在2017發現了重子。
這壹發現使得包含兩個重口味誇克的奇異態研究成為新的理論熱點。
實驗方面，2020年，LHCb實驗國際合作組發現了由正負兩對粲誇克組成的X (6900)。2021在D0Dπ+的不變質譜中發現了壹個新的* *振動態。究竟是D *+介子和d0介子組成的分子態，還是致密的四誇克態，還需要進壹步的理論和實驗研究。
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在認識核結構方面，北京譜儀III實驗國際合作組精確測量了類時空間中子的電磁結構，發現光子與質子之間的耦合強於光子與中子之間的耦合，從而解決了長期存在的光子-核子耦合異常問題。
同時，北京譜儀ⅲ實驗國際合作組觀測到中子電磁形狀因子隨質心能量變化的周期振蕩結構，其振蕩頻率與質子相同，相位近正交。提出原子核內部存在未知的動力學機制，需要在理論和實驗上進壹步研究。
高能前沿希格斯物理，
弱電物理與新物理的探索
希格斯玻色子是標準模型預言的質量起源粒子，是弱對稱性破壞機制的理論基礎，也是標準模型中發現的最後壹種粒子。它的發現補充了標準模型的理論框架，促進了人類對粒子物理微觀世界的認知。
在後希格斯發現時代，準確確定希格斯粒子的性質，研究希格斯粒子與其他標準模型粒子的相互作用機制，以希格斯為探針尋找標準模型之外的新物理現象，已經成為高能前沿對撞機實驗研究的核心之壹。
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希格斯粒子的壽命很短，它的存在只能用具體的衰變終態來衡量。
ATLAS和CMS國際實驗合作團隊基於LHC Run-2實驗數據，結合希格斯粒子的主要衰變通道，測量了希格斯玻色子主要產生模式的反應截面、衰變分支比和耦合參數。
以圖譜結果為例，全局擬合得到的希格斯粒子整體信號強度為1.06±0.06，測量誤差較之前的實驗結果有顯著改善，與標準模型在誤差範圍內的預測壹致，是2021年標準模型希格斯測量的重要代表性進展。
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雙希格斯過程是LHC上罕見的希格斯生成過程，對於探索希格斯自耦合機制、研究希格斯勢的形狀、探索反常自耦合和雙希格斯超標準模型的新物理具有重要意義。
在這個研究方向上，ATLAS和CMS對Run-2 13 TeV的碰撞數據進行了深耕，取得了重要的研究進展。
圖集標準模型雙希格斯聯合測量(壹)與CMS雙希格斯* * *振動態新物理學最新實驗極限(二)
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此外，希格斯衰變寬度和壽命的測量以及殼外衰變的研究都非常重要。
基於希格斯雙Z玻色子衰變通道，CMS合作組給出了分離希格斯的實驗證據和最新的希格斯寬度測量結果，與標準模型的預測高度壹致。
第二代費米子的湯川耦合作為希格斯玻色子衰變路徑的未來挑戰之壹，其研究非常重要。在希格斯衰變道的測量取得突破後，ATLAS在2021年完成了粲誇克衰變道的完整測量。
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ATLAS和CMS實驗中的三玻色子產生過程和矢量玻色子散射過程(a)三規範玻色子的強子衰變；輕子衰變過程；(c)ZZ散射圖；(d)d)VV散射強子衰變示意圖。
(1)CMS合作組在W玻色子衰變分支比的精確測量方面取得了重要突破，獲得的結果首次超過了LEP正負電子對撞機的高精度歷史結果。PDG2020指出了電弱精確測量的全局擬合中2倍的標準差，需要通過實驗和理論進壹步論證。
(2)在電弱稀有過程中三規範玻色子生成的研究中，ATLAS和CMS先後取得突破，首次在實驗中觀測到三規範玻色子共生過程。
(3)在矢量玻色子散射(VBS)的研究中，ATLAS和CMS實驗進壹步發現了不同符號的W+光子、Z+光子末態和WW的散射過程，首次獲得了Z+光子散射過程中中微子衰變通道散射的發現，非常具有挑戰性。
(4)此外，ATLAS在測量四頂誇克產生的稀有過程和CMS在測量3 J/ψ產生方面取得了重要進展。
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在尋找新物理現象的過程中，ATLAS和CMS實驗進行了廣泛的研究，但沒有發現明顯偏離標準模型的實驗跡象。相關工作為進壹步研究新的物理理論提供了大量的實驗數據參考和檢驗，對今後理論和實驗的發展具有重要的指導和借鑒作用。
顯示了ATLAS和CMS關於在新物理學中尋找統計限制的實驗的部分結果。
結論
2021年，粒子物理研究領域熱度不斷，在多個研究方向取得了壹系列令人矚目的研究成果。
目前，中國與國際同行壹道，在粒子物理前沿開展了全面深入的理論和實驗研究，進壹步全面布局了江門中微子實驗、未來環形正負電子對撞機、超級陶瓷廠、中國電子離子對撞機等壹系列基於加速器和非加速器裝置的未來大型科學設施。，為解開宇宙物質組成之謎，接觸和探索宏觀無限和微觀無限的物理現象而不懈努力。