F中西部的人们可能会惊讶地看到一个巨大的电磁铁正在被拖上了密西西比河在七月驾车穿过伊利诺伊州的平原。这个电磁铁从位于纽约布鲁克海文国家实验室的原址出发，前往芝加哥附近的费米实验室。2016年，它将成为μ子g-2实验(读作“gee -2”)的核心，该实验旨在寻找被称为粒子物理标准模型之外的诱人的物理线索。
μ g-2实验将寻找一种μ子，一种寿命非常短的粒子，在转换成它的轻的表亲电子的过程中——一种“味道违逆”，这将表明一种新的粒子，或力，或其他东西肯定是罪魁祸首。要看到这种变化，研究人员将对摆动进行精确测量当μ子被置于磁场中时，就会发生这种情况虚粒子在量子真空中突然出现又消失。如果摆动的值与标准模型的精确预测不一致，那么正如科学家所说，我们就知道其中涉及了一些“新物理学”。
不可能吗?那还用说。但这并不比1936年发现μ子本身的可能性大多少，当时科学家认为他们的粒子物理学模型已经基本完成。当时，加州理工学院的两位物理学家卡尔·安德森(Carl Anderson)和赛斯·内德梅尔(Seth Neddermeyer)正在研究宇宙射线，他们注意到一些粒子在穿过磁场时并没有像预期的那样弯曲。一年后，云室实验证实这确实是一种新粒子。
这是一个如此令人惊讶的发展，以至于拉比(I.I. Rabi)发表了著名的声明:“谁下的命令?那这导致了标准模型的一个更复杂的版本，有不是一、两代，而是三代的物质粒子(夸克和轻子)，更不用说四种携带力的粒子(规范玻色子)了名副其实的粒子动物园．在粒子加速器之外，我们很少遇到第二代和第三代粒子，因为它们太重了，几乎马上就会衰变成第一代。
这是一个如此令人惊讶的发展，以至于拉比(I.I. Rabi)著名地宣称:“谁下的命令?”
这并不意味着不起眼的介子就没有任何实际用途。洛斯阿拉莫斯的科学家们就是这样开发基于介子的放射照相技术以追踪非法运输核材料在主要边境口岸的卡车或集装箱里。在日本，μ子探测器可以帮助探测到活火山可能准备喷发的时间。
到目前为止，最丰富多彩的应用是利用介子探测器绘制玛雅金字塔图——这是一种类似x射线的成像技术，只使用介子而不是高能光子在x射线政权．被成像的物体密度越大，被遮挡的μ子就越多，从而产生阴影;如果内部结构有缺口，比如一个隐藏的墓室，在最终的图像上就会清晰地显示出来。它比探地雷达在地表以下100英尺的地方成像要好。
早在20世纪60年代，物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯(Luis Alvarez)就曾与埃及考古学家合作，进入了位于吉萨的哈夫拉金字塔的一个密室。他建了一个特殊的火花室作为μ子探测器，用铁板包裹，并用它来描绘整个结构。当他分析数据时，在金字塔中有一个清晰的区域阻挡了比预期更少的μ子，换句话说，在稠密的结构中有一个空洞，暗示着隐藏的房间还没有被发现。可惜的是，他们并没有找到任何这样的房间，但阿尔瓦雷斯的工作确实证明了这种技术的原理，即介子断层摄影术。
其他人热衷于追随阿尔瓦雷斯的脚步，比如罗伊Schwitters在德克萨斯大学奥斯汀分校，他是重新利用旧的μ子探测器来绘制未探索的“丛林覆盖的土丘”很可能是隐藏在伯利兹的玛雅遗址。这个想法是在拉米尔帕金字塔的底部埋几个μ子探测器，用它们来测量穿过它的μ子的轨迹，从而描绘出里面的任何东西。这就像对内部进行CT扫描一样:亮点表示空间、潜在的拱顶或房间。
现在我们又回到了科学史上的另一个点，我们认为我们的粒子物理模型已经完成了——就目前而言。但物理学家仍在寻找新的物理学，无论是超对称、量子引力，还是其他完全不同的东西，而费米实验室的μ子g-2实验只是设计来探索前沿的众多实验之一。谁知道呢?介子可能会再次极大地改变我们对宇宙的认识。
Jennifer Ouellette是一位科学作家，著有微积分的日记和即将到来的我，我自己和为什么:寻找自我的科学。在推特上关注她@JenLucPiquant．
