在標準模型所有令人難以置信的成功中，量子電動力學(QED)似乎是最神奇的，它描述了帶電粒子如何通過電磁力相互作用。QED描述的相互作用之一是帶電粒子如何傾向于旋轉以與磁場對齊，這種相互作用的強度由粒子的g因子定義。QED預測的電子g因子的值與實驗結果匹配得非常好，兩者之間相差不到十億分之一，迄今為止是所有物理學中最準確的預測。

讓我們從談論量子自旋開始。每個帶電荷的粒子有量子自旋，這與簡單的旋轉不同，具有量子自旋的粒子會產生偶極子磁場。具有這種磁場的物體放在第二個外部磁場內，粒子的磁場將傾向于旋轉以與該外部磁場對齊，這種響應強度由物體偶極矩定義。

對于旋轉電荷，這取決于物體的角動量、電荷和質量，這是非量子旋轉電荷的經典偶極矩方程（下圖）。但是電子具有量子自旋，它的偶極矩與經典偶極矩不同，還要乘以一個g因子。對于電子來說，g的值大約為2，因此電子對外部磁場的響應強度是等效經典旋轉電荷的兩倍。量子電動力學可以準確地告訴我們電子的g值是多少，為了理解這一點，我們需要看一下QED中的圖。

我們可以用最簡單的費曼圖來表示與磁場相互作用的電子：有一個電子被來自該場的單個光子偏轉，如果僅從這種最簡單的情況計算g因子，則得到的值恰好為2。但是還有其他方式可以發生這種交互，較為簡單的方式是電子在吸收光子之前就已經先發生光子了，然后再重新吸收發射的光子。添加此交互作用之后，朱利安·施溫格可以計算出稍高的g值為2.0011614。

隨著時間的推移，添加了越來越復雜的交互，最新的計算依靠強大的計算機來添加成千上萬的費曼圖，并將g因子的值提高到12位有效數字，它的值為2.001159652181643。在費米實驗室g-2實驗中，對于電子，實驗測量結果與理論符合得非常好。

μ子的g因子

但它們具有不同的g因子值，因為μ子與量子場相互作用的方式逐漸不同。量子真空中充滿了各種可能的虛擬粒子，它們可能與μ子存在非常微妙的相互作用，涉及強力、弱力甚至是希格斯場。所有這些都在微小程度上調整了μ子的g因子值。當我們把標準模型所包含的所有可能性包括進來時，我們得到的g因子值與實驗結果的仍然有較大偏差。

那么，為什么我們會在μ子身上得到錯誤的值，而不是在電子上呢？μ子的質量是電子的200倍，一個粒子和一些有質量的虛擬粒子之間相互作用的概率與質量的平方成正比，因此μ子以這種方式受到擾動的可能性比電子高出40000倍。也就是說，μ子遇到未知的虛擬粒子的可能性要高出電子40000倍，所以對μ子g值測量的偏差給了我們發現未知粒子的希望。

費米實驗室的μ子g-2實驗以4.2σ的精度測量到了這個偏差，不過距離可以宣布新粒子的5σ還有一定的差距。