標(biāo)準(zhǔn)模型在解釋物質(zhì)組成的基本粒子和它們在相互作用中表現(xiàn)的自然基本力的性質(zhì)領(lǐng)域取得了巨大成功，但標(biāo)準(zhǔn)模型的描述仍然有不完善、不完整的內(nèi)容，物理學(xué)家達(dá)成了一致性的看法，推動天體運(yùn)動的引力沒有納入到標(biāo)準(zhǔn)模型的框架，暗物質(zhì)和暗能量占到了宇宙總成分的95％以上，在過去的幾十年中，物理學(xué)家一直在努力尋找宇宙中的暗物質(zhì)粒子，這已超出了標(biāo)準(zhǔn)模型概括的范圍，從粒子模型預(yù)測的無質(zhì)量的中微子與在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的有質(zhì)量的中微子產(chǎn)生了有待解釋的沖突。

在物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)偏離模型預(yù)測的異?，F(xiàn)象，通過對異常、反?；虺，F(xiàn)象的理論分折和重構(gòu)，二十一世紀(jì)的物理學(xué)家可能找到創(chuàng)立新物理學(xué)的線索，好似二十世紀(jì)的物理學(xué)家從經(jīng)典物理學(xué)的不完善、不完整中找到了創(chuàng)立量子物理學(xué)的突破口和機(jī)遇。物理學(xué)家在二十世紀(jì)和二十一世紀(jì)上半期的機(jī)遇與挑戰(zhàn)遵從科學(xué)哲學(xué)歷史邏輯論或邏輯歷史論的等效原理。在二十世紀(jì)創(chuàng)建并完善的量子力學(xué)與在二十一世紀(jì)將要開啟并建構(gòu)的新物理學(xué)有異曲同工之妙。

除了從加速器實(shí)驗(yàn)發(fā)掘新物理學(xué)的線索以外，非加速器類的物理實(shí)驗(yàn)也蘊(yùn)涵了發(fā)現(xiàn)新物理學(xué)的契機(jī)，其中包括了中外科學(xué)家正在進(jìn)行的太空暗物質(zhì)和反物質(zhì)搜索的實(shí)驗(yàn)，在深層地下礦井和隧道開展的暗物質(zhì)粒子探測的實(shí)驗(yàn)，通過大型單口徑射電望遠(yuǎn)鏡和射電望鏡陣列進(jìn)行巡天搜索，使用激光干涉引力波觀測臺、X射線和伽瑪射線天文臺等。新科學(xué)哲學(xué)的等效原理是不確定性原理和互補(bǔ)原理的理論來源，這可以從尋找新物理學(xué)突破口的多重先進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)中找到答案。

通過粒子加速器和非粒子加速器的精確性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@得新物理學(xué)的洞見和線索，兩類物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果適從科學(xué)哲學(xué)途徑論的等效原理。加速器和非加速器的實(shí)驗(yàn)方式對于拓展新物理學(xué)的領(lǐng)域產(chǎn)生了互補(bǔ)性和融合性，而科學(xué)哲學(xué)的不確定性原理說明了諸如：人們現(xiàn)在無法預(yù)測“暗物質(zhì)粒子”究竟從那種、那個實(shí)驗(yàn)室首先被發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)粒子也許潛藏在普通物質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，LHC的粒子碰撞實(shí)驗(yàn)可以把它們“釋放”出來，暗物質(zhì)也許躲藏在太空的所有星系和每一個角落，在地下的和太空進(jìn)行的暗物質(zhì)信號搜索可以發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡。

新物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)之旅與多種前沿物理學(xué)的重大實(shí)驗(yàn)有關(guān)，比如：7個國家、35個研究機(jī)構(gòu)的200多位科研人員參與了費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的繆子反常磁矩實(shí)驗(yàn)。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室在2021年4月9日發(fā)布了一份公報，公布了有關(guān)繆子反常磁矩測量的第一批實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繆子是一種大質(zhì)量電子的基本粒子，它的屬性與標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測存在偏差，這預(yù)示了未知的粒子或自然基本力的存在。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的粒子加速器好似產(chǎn)生大量亞原子粒子的“繆子工廠”，宇宙射線在穿越地球大氣層時自然地產(chǎn)生了大量繆子，通過實(shí)驗(yàn)手段和自然方式產(chǎn)生的繆子適合科學(xué)哲學(xué)途徑論的等效原理。

磁矩是粒子磁性的一個物理參數(shù)，繆子的磁矩在強(qiáng)磁場作用下發(fā)生了進(jìn)動或搖晃，好似旋轉(zhuǎn)的陀螺在轉(zhuǎn)速下降時發(fā)生了搖晃，磁矩的搖擺和陀螺儀仔的搖晃適合科學(xué)哲學(xué)形式論的等效原理。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室和布魯克黑文實(shí)驗(yàn)室之前的測量結(jié)果完全相同，兩個物理實(shí)驗(yàn)室的磁矩測量結(jié)果與理論預(yù)期值存在4.2倍的標(biāo)準(zhǔn)方差。磁矩是繆子的內(nèi)稟或固有屬性，繆子的磁矩大小決定了它的進(jìn)動或擺動的頻率，磁矩與進(jìn)動頻率的比值被稱為g—因子。

理論物理學(xué)家從量子力學(xué)解釋了繆子磁矩的反常行為，在加速器的環(huán)形磁場運(yùn)動的繆子與微觀時空內(nèi)的量子泡沫發(fā)生了相互作用，繆子進(jìn)動或擺動發(fā)生了加快或減慢的頻率，g一因子隨之變化，在微觀時空的量子泡沫中可能存在影響g一因子的某種粒子或力的作用。目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測量精度預(yù)示著現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)模型可能有更大的適用范圍和拓展空間，新的物理機(jī)制的出現(xiàn)可能意味著新物理學(xué)的產(chǎn)生。

“希格斯工廠”成了物理學(xué)家的向往之地，希格斯玻色子是物理學(xué)家在標(biāo)準(zhǔn)模型中發(fā)現(xiàn)的最后一個“空格”的粒子，但物理實(shí)驗(yàn)的種種跡像表明了，希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)似乎不是粒子物理學(xué)的終點(diǎn)，而是新物理學(xué)的開端。2021年2月16日，歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)團(tuán)隊發(fā)布了有關(guān)希格斯粒子屬性的最新研究成果，他們找到了希格斯粒子衰變?yōu)閮蓚€輕子和一個光子的首個證據(jù)，兩個輕子為相反電荷的電子對或繆子對。

壽命極短的希格斯粒子出現(xiàn)后迅速衰變?yōu)橘|(zhì)量更小的基本粒子，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型的理論預(yù)期，希格斯粒子將衰變?yōu)閮蓚€光子，而衰變?yōu)閮蓚€輕子和一個光子的情形或“達(dá)利玆衰變”極為罕見。LHC的兩個實(shí)驗(yàn)室——超環(huán)面儀器實(shí)驗(yàn)室ATLAS和緊湊繆子線圈實(shí)驗(yàn)室CMS的科學(xué)團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子罕見衰變的情形。大型強(qiáng)子對撞機(jī)LHC是人類科學(xué)史上建造的一臺最大實(shí)驗(yàn)機(jī)器，這是目前世界上能級最高的粒子加速器，全球100多個國家和地區(qū)的上萬名科研人員共同參與了超級機(jī)器的設(shè)計、建造和運(yùn)行。

從上個世紀(jì)90年代以來，中國LHC科學(xué)團(tuán)隊參加了LHC四個實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目，在2012年希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)和屬性的精確測量中發(fā)揮了重要作用。經(jīng)過3年多的維護(hù)和技術(shù)升級，LHC在7月5日正式開啟了第三輪運(yùn)行，粒子碰撞的能級達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的13.6萬億電子伏特?？茖W(xué)專業(yè)人士指出，升級后的LHC可能發(fā)現(xiàn)在較低能量下看不到的粒子，甚至帶來有關(guān)暗物質(zhì)粒子的線索，拓展標(biāo)準(zhǔn)模型的邊界和應(yīng)用場景變得可能。迄今為止，LHC的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了66種復(fù)合粒子，其中包括了“四夸克”和“五夸克”，五夸克由一個粲夸克和一個反粲夸克、一個上夸克和一個下夸克、一個奇夸克組成。