Measurement of the Positive Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant to Part-per-Million Precision
我们报告测量的正μ子寿命的精度为百万分之1.0(ppm),这是有史以来最精确的粒子寿命测量。该实验使用了时间结构的低能μ子束和分段的塑料闪烁体阵列来记录超过2 x 10^{12}次衰变。两种不同的停止目标配置中采用独立的数据采集周期。综合结果给出tau_{mu^+}(MuLan)= 2196980.3(2.2)ps,比以前任何实验的精度高15倍以上。μ子寿命给出了费米常数的最精确值:G_F(MuLan)= 1.1663788(7)x 10^-5 GeV^-2(0.6 ppm)。它也被用来提取μ ^-p单重态俘获率,它决定了质子的弱诱导赝标耦合g_P。
2010-12-06 hep-ex nucl-ex
Detailed Report of the MuLan Measurement of the Positive Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant
我们提出了一个详细的报告的方法,设置,分析和精确测量的正μ子寿命的结果。该实验是在Paul Scherrer研究所进行的,使用了时间结构的,接近100%极化的表面μ子束和分段的,快速定时的塑料闪烁体阵列。测量采用两种目标布置;具有~ 4kG内部磁场的磁化铁磁目标和在130 G外部磁场中的晶体石英目标。大约积累了1.6 x 10^{12}个正电子,这些数据加在一起得出μ子的寿命为tau_{mu}(MuLan)= 2196980.3(2.2)ps(1.0 ppm),比前几代寿命实验精确30倍。寿命测量得到最精确的费米常数G_F(MuLan)= 1.1663787(6)× 10^{-5} GeV^{-2}(0.5 ppm)。它还使新的精确研究弱相互作用通过μ子原子的寿命测量。
2012-11-05 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Improved Measurement of the Positive Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant
正μ子的平均寿命已被测量到11 ppm的精度,使用低能量,脉冲μ子束停止在铁磁靶,这是由闪烁体探测器阵列包围。结果τ_mu = 2.197013(24)us,与以前的世界平均值非常一致。新的世界平均值τ_mu = 2.197019(21)us决定了费米常数G_F = 1.166371(6)x 10^-5 GeV^-2(5 ppm)。此外,还需要精确测量正μ子寿命来确定核子赝标耦合g_P。
2008-02-08 hep-ex nucl-ex
Search for pairs of muons with small displacements in $pp$ collisions at $\sqrt{s} = 13$ TeV with the ATLAS detector
利用ATLAS的139 fb$^{-1}$数据搜寻毫米级位移μ子对,填补大位移与瞬发轻子搜索之间的空白,未发现显著超出,并对长寿命smuon质量与寿命及新现象贡献设定了排除限。
2023-09-22 hep-ex
Toward a sub-ppm measurement of the Fermi constant
费米常数G_F描述了弱力的强度,它是由正μ子的平均寿命τ_mu最精确地确定的。理论上的进步已经将G_F的理论不确定性从τ_μ计算到百万分之几(ppm)。G_F的剩余不确定性完全是实验性的,并且由tau_mu的不确定性主导。MuLan实验旨在测量μ子寿命,精度达到百万分之一,比上一代实验提高了20倍以上。2007年,我们报告了一个中间结果,tau_mu=2.197013(24)微秒(11 ppm),这与以前的世界平均值非常一致。该平均寿命是使用停止在铁磁靶中的脉冲表面μ子束测量的,该靶由对称闪烁体探测器阵列包围。从这次中间测量开始,探测器上安装了波形数字化仪,μ子束流率和束流消光都增加了,在不同的目标上获得了两组数据,每组包含超过10^12 μ子衰变。这些数据将导致G_F的新测定,以优于百万分之一。
2010-06-21 hep-ex
Search for Steady, Modulated, and Variable Cosmic Ray Sources Using Underground Muons in MACRO
使用由MACRO探测器收集的3850万地下μ子样本,我们对产生超出预期背景的μ子的点状源进行了全天搜索。来自选定来源的地球直流μ子通量上限约为10^-13 cm^-2 s^-1或更小。此外,我们讨论了使用不同技术寻找可能的调制和可变μ子来源。
1999-05-19 hep-ex
Muon lifetime dependent effects in MiniBooNE and LSND
我们认为,因为源探测器的距离为1.8微秒(自然单位)的MiniBooNE是可比的μ子寿命为2.2微秒,因为时间膨胀效应被消灭在光束停止,戈德曼纠缠的中微子导致迄今为止未被怀疑的解释后果。我们发现,一个独特的可能性存在,其中LSND样的实验没有看到CP破坏,而MiniBooNE样的设置再现的LSND结果的$\barν_μ$,$\barν_e$振荡,而只看到一个显着抑制信号的$ν_μ$,$ν_e$振荡。我们还讨论了另一种情况。这也表明,如果不考虑戈德曼纠缠,就不应该比较LSND实验和MiniBooNE实验。
2018-06-01 hep-ex hep-ph nucl-th
Measurement of the Lifetime of the Tau Lepton
τ轻子的寿命是用LEP的L3探测器测量的,使用的是在Z极周围的质心能量下获得的完整数据,结果是τ_τ = 293.2 +/- 2.0(stat)+/- 1.5(syst)fs。这个结果与μ子寿命的比较支持了在千分之六水平上弱带电流的轻子普适性。在轻子普适性假设下,强耦合常数alpha_s = alpha_s(m_tau^2)= 0.319 +/- 0.015(exp.)+/- 0.014(理论值)。
2000-03-16 hep-ex
Muon g-2
μ介子g-2合作测量了正μ介子的异常磁g值,相对不确定度为百万分之0.7。结果a_{μ^+} = 11 659 204(7)(5)x 10^{-10}与之前关于a_{μ^+}和a_{μ^-}的数据非常一致,并且不确定度大约小两倍。测量测试标准模型理论,在实验不确定性的水平上,涉及量子电动力学,量子色动力学和电弱相互作用的重要方式。对负μ介子异常磁场g值的分析正在进行中。
2003-09-02 hep-ex
Measurement of the Fermi Constant by FAST
保罗·谢勒研究所的FAST探测器对正μ介子的寿命进行了初步测量,精度为百万分之16。结果是tau_mu = 2.197083(32)(15)微秒,其中第一个误差是统计误差,第二个误差是系统误差。μ子寿命决定费米常数,G_F = 1.166353(9)x 10^-5 GeV^-2(8 ppm)。
2007-07-31 hep-ex
New Results from the Muon g-2 Experiment
μ介子g-2合作测量了正μ介子的异常磁场g值,a =(g-2)/2,其不确定性为百万分之0.7。根据布鲁克海文国家实验室2000年收集的数据,结果与以前的数据吻合良好。测量测试标准模型理论,在目前的实验不确定性的水平上,涉及量子电动力学,量子色动力学和电弱相互作用的重要方式。
2003-01-06 hep-ex
Search for long-lived, heavy particles in final states with a muon and multi-track displaced vertex in proton-proton collisions at sqrt(s)=7 TeV with the ATLAS detector
标准模型的许多扩展都排除了长寿命重粒子的存在。在这封信中,结果的搜索这样的粒子,衰变在一个显着的距离从他们的生产点,使用一个最终状态包含带电强子和相关的μ子。该分析使用了在大型强子对撞机上运行的ATLAS探测器在2011年收集的sqrt(s)= 7 TeV的质子-质子碰撞数据样本,对应于4.4 fb-1的积分亮度。结果被解释的R-奇偶违反超对称的情况下。在信号区没有观察到任何事件,并限制了超对称粒子的产生截面,乘以中性伴子衰变为带电强子和μ子的分支比的平方,作为中性伴子寿命的函数。为了使这些限制被用于各种型号,他们提出了一系列的夸克和中性伴子质量。
2013-03-22 hep-ex
Measurements of integral muon intensity at large zenith angles
分析了俄意合作的DECOR坐标探测器获得的近水平μ子高统计数据。在天顶角60 ~ 90 °范围内对μ介子角分布进行了精确测量。总共有超过2000万μ子被选中。在1.7 ~ 7.2 GeV的几个阈能范围内,导出了μ子绝对积分强度与天顶角的关系。首次获得了这一区域的天顶角和阈能。积分强度与天顶角和阈能的关系可用一个简单的解析公式很好地拟合。
2006-11-28 hep-ex
Measurement of beauty photoproduction using decays into muons in dijet events at HERA
在HERA用ZEUS探测器测量了双射流事件中的美丽光生现象,其积分亮度为126 pb-1。美是通过使用μ子相对于最近的喷流的横向动量,在最终状态的μ子事件中确定的。还使用了来自硅顶点探测器的寿命信息;利用μ子相对于主顶点的碰撞参量来区分信号和背景。截面美容生产作为一个函数的μ子和射流变量以及dijet的相关性进行比较QCD预测和以前的测量。这些数据很好地描述了从次领先阶QCD的预测。
2009-04-20 hep-ex
Time variations in the deep underground muon flux
在格兰萨索地下实验室用MACRO探测器收集的3 500多万个高能μ子已被用于寻找不同性质的通量变化。进行了两种研究:寻找事件集群的发生和寻找周期性变化。不同的分析方法,包括扫描统计测试和Lomb-Scargle光谱分析已被应用到数据。
2009-07-30 hep-ex
Search for Lepton Flavor Violating Tau Decays into Three Leptons with 719 Million Produced Tau+Tau- Pairs
我们利用在KEKB非对称能量e+e对撞机上Belle探测器收集的782 fb^-1的数据,对破坏轻子味的τ衰变为三轻子(电子或μ子)进行了研究。没有观察到这些衰变的证据,我们将90%置信水平的分支分数上限设定在1.5 x 10^-8和2.7 x 10^-8之间。
2010-01-19 hep-ex
Measurement of the B+ and B0 Lifetimes and Search for CP(T) Violation using Reconstructed Secondary Vertices
B+和B 0介子的寿命,以及它们的比例,已经在OPAL实验中使用LEP记录的240万次强子Z 0衰变进行了测量。使用位移的次级顶点和高动量电子和μ子标记Z 0-> b bbar衰变。然后使用在该标记的数据样本中选择的良好重构的带电和中性次级顶点测量寿命。结果是τ(B+)= 1.643 +-0.037 +-0.025 ps τ(B 0)= 1.523 +-0.057 +-0.053 ps比率τ(B+)/τ(B 0)= 1.079 +-0.064 +-0.041其中在每种情况下第一个误差是统计的,第二个误差是系统的。一个更大的数据样本的310万强子Z 0衰变已被用来搜索CP和CPT违反的影响,包括b和bbar强子衰变的比较。没有证据表明这种影响。测得CP破坏参数Re(ε_B)= 0.001 +- 0.014 +- 0.003,b和b巴强子寿命之差为-0.001 +- 0.012 +- 0.008
1999-01-13 hep-ex
A Pulsed Muon Source Based on a High-Repetition-Rate Electron Accelerator
本文提出利用上海SHINE装置8 GeV超导直线加速器的高重复频率脉冲电子束驱动μ子源,通过Geant4模拟估算每束团可产生约10^3个μ±,有望为μ子寿命测量、μ子素-反μ子素转换搜寻及μ子自旋谱学等精密实验提供高占空比μ子束。
2023-07-04 hep-ex physics.acc-ph
Measurement of the Negative Muon Anomalous Magnetic Moment to 0.7 ppm
在布鲁克海文交变梯度同步加速器上,负μ子的反常磁矩已经被测量到百万分之0.7的精度。这个结果是基于2001年收集的数据,比之前对负μ介子的测量精确了一个数量级。结果a_mu= 11659214(8)(3)\times 10^{-10}(0.7ppm),其中第一个不确定度是统计的,第二个是系统的,与以前对正负μ子异常的测量是一致的。μ子异常的平均值a_{mu}(exp)= 11659208(6)\times 10^{-10}(0.5ppm)。
2004-02-21 hep-ex
Measurement of the B0 Lifetime with Partially Reconstructed B0 --> D*- l+ nu Decays
在1999年和2000年期间,在PEP-II e+e-储存环上用BaBar探测器收集的2300万个BBbar对样品测量了B 0的寿命。用部分重建方法选择了半轻子衰变B_0 → D ~*- l+ nu中的事例,只重建了D ~* → D ~*~ 0 bar π衰变中的带电轻子和慢π介子。结果是tau_B0 = 1.529+/-0.012(stat)+/-0.029(syst)ps。
2002-02-01 hep-ex
Experimental Measurements of the Muon $g-2$ and Searches for Charged Lepton Flavor Violation in the Muon Sector
本文探讨了μ子物理的复兴,重点介绍了Fermilab Muon g-2实验对μ子反常磁矩的世界领先精确测量,以及一系列旨在寻找μ子领域带电轻子味破坏的新物理的实验进展。
2025-01-31 hep-ex
Precision Measurement of Muon g-2 at BNL
布鲁克海文国家实验室(BNL)的μ子(g-2)实验(E821)以前所未有的百万分之1.3的精度测量了正μ子的异常磁矩。计算结果为:a_{μ^+} =(g-2)/2 = 11659202(14)(6)× 10^{-10},该结果是基于1999年的数据,与以前的测量结果吻合较好。即将对2000年和2001年记录的数据进行的分析将大大减少这一测量的不确定性。将新的世界平均实验值与最全面的标准模型计算值a_μ(SM)= 11659159.6(6.7)× 10^{-10}进行比较,得出a_μ(exp)-a_μ(SM)= 43(16)× 10^{-10}的差值。
2001-06-28 hep-ex
Measurement of Beauty Production at HERA Using Events with Muons and Jets
本文测量了质心能量为319 GeV的碰撞中的美产生截面。这些数据是在1999年至2000年期间在HERA对撞机上用H1探测器收集的。事件是通过要求喷流和μ子在最终状态的存在来选择的。b味强子的长寿命和大质量被用来识别含有美夸克的事件。微分截面是在光生过程中测量的,其中光子虚量Q^2 < 1 GeV^2,而在深度非弹性散射过程中测量的,其中2 < Q^2 < 100 GeV^2。结果与微扰QCD计算的领先和次领先的顺序进行了比较。预测被发现是略低于数据。
2005-02-04 hep-ex
Acceleration for the mu+ mu- Collider
我们讨论了可能的加速方案和方法的亩+亩对撞机。加速器必须在μ子寿命(2.2 x 10**(-6)E(mu)/m(mu)uS)内从~100 MeV到2 TeV的束流,同时将10**(12)μ子的聚束从m压缩到cm聚束长度。直线加速器,再循环直线加速器,非常快速循环同步加速器的方法进行了研究。多个再循环直线加速器的方法相匹配的μ子的寿命,似乎很容易可行。快速循环方法需要在磁体设计和布局方面进行创新,但可能更实惠。
2001-09-02 hep-ex physics.acc-ph
First inclusive triple-differential measurement of the muon-antineutrino charged-current cross section using the NOvA Near Detector
Erciyes University(埃尔吉耶斯大学);Universidad del Atlantico(大西洋大学);University of Mississippi(密西西比大学);Fermi National Accelerator Laboratory(费米国家加速器实验室);Joint Institute for Nuclear Research(联合核研究所);Universidad del Magdalena(马格达莱纳大学);University of Sussex(萨塞克斯大学);University of Cincinnati(辛辛那提大学);University of California at Irvine(加州大学尔湾分校);University of Hyderabad(海得拉巴大学)
利用NOvA近端探测器首次测量μ子反中微子电荷电流总截面的三重微分,揭示中微子反应过程间的相空间区域差异。
2026-03-05 hep-ex
Decay of negative muons bound in $^{27}$Al
我们提出了第一次测量的能量谱高达70兆电子伏的负μ子衰变后,他们成为约束在$^{27}$铝原子。使用TRIUMF的TWIST装置获取数据。我们发现μ子的寿命为(864.6 $\pm$ 1.2)ns,与早期的测量。衰变谱的不对称性与零一致,表明原子捕获已经完全去极化了μ子。测量的动量谱在较高能量下与理论预测合理一致,但谱峰周围的差异表明需要对计算进行\oalpha辐射校正。目前的测量是对束缚在任何原子核上的μ子衰变谱的最精确的测量。
2009-10-07 hep-ex
Measurement of the Muon Charge Asymmetry for W Bosons Produced in Inclusive $pp\rightarrow W(μν) + X$ at $\sqrt{s}$ = 8 TeV
测量了包含型$pp$ $\rightarrow$ $W(μν)$ + X在$\sqrt{s}$ = 8 TeV时的μ子电荷不对称性.数据样本对应于在LHC上用CMS探测器记录的18.8 $fb^{-1}$的积分光度。对于超过一亿个$W$ $\rightarrow$ $μ$ $ν$事件的样本,与先前的测量相比,统计精度大大提高。这个新的结果可以提供额外的限制质子的部分子分布函数。这个测量是一起使用的横截面包括深非弹性ep散射在HERA在次至领先阶QCD分析。结果表明,这对价夸克分布有一定的影响。
2015-10-14 hep-ex
Measurement of the ttbar Production Cross Section in ppbar Collisions at sqrt(s)=1.96 TeV using Lepton + Jets Events with Lifetime b-tagging
利用费米实验室Tevatron对撞机D 0实验收集的230 pb $^{-1}$数据,测量了$\sqrt{s}=1.96$ TeV的$p\bar{p}$碰撞中顶夸克对($t\bar{t}$)产生截面($σ_{t\bar{t}}$).我们选择事件与一个带电轻子(电子或μ子),失踪的横向能量,并在最后状态的喷流。我们采用基于寿命的b-jet鉴定技术来进一步提高所选样品的$t\bar{t}$纯度。对于顶夸克质量为175 GeV,我们测量了$σ_{t\bar{t}}=8.6^{+1.6}_{-1.5}(stat.+syst.)\pm 0.6(lumi.)$ pb,与标准模型的预期一致。
2005-04-28 hep-ex
Measurement of the muon charge asymmetry in inclusive $pp \rightarrow W + X$ production at $\sqrt{s} = 7$ TeV at CMS and an improved determination of light parton distribution functions
测量的μ子电荷不对称性的包容性$pp \rightarrow WX$生产在$\sqrt{s}=7$ TeV。数据样本对应于在LHC上用CMS探测器记录的4.7 $\mathrm{fb^{-1}}$的积分光度。由于样本超过两千万个$W \rightarrow μν$事件,与以前的测量相比,统计精度大大提高。这些新的结果提供了额外的限制质子的部分子分布函数的范围内的Bjorken标度变量$x$从$10^{-3}$ $10^{-1}$。这些测量一起使用的横截面包含深非弹性ep散射在HERA在次至领先阶QCD分析。
2016-09-23 hep-ex
Search for Displaced Supersymmetry in events with an electron and a muon with large impact parameters
利用LHC在sqrt(s)= 8 TeV产生的质子-质子碰撞,寻找衰变为轻子的新的长寿命粒子。用于分析的数据由CMS检测器收集,并且对应于19.7逆毫微微巴恩斯的积分亮度。事件被选择为具有在0.02 cm和2 cm之间的横向碰撞参量值的电子和μ子。搜索的目的是敏感的广泛的模型与nonprompt的E-MU的最终状态。限制被设置在“位移超对称”模型,与对生产的顶部squarks衰减到一个e-μ最终状态通过R-奇偶违反相互作用。结果是最严格的限制,迄今为止,在这个模型上,与最严格的限制被获得的顶夸克寿命对应的C τ = 2厘米,不包括群众低于790 GeV在95%的置信水平。
2015-02-17 hep-ex
Following the muon track of hierarchical sectors at LHCb
本文报道了一项研究的实验签名的分级部门超出标准模型的特点是味道违反重矢量和一组轻的伪戈德斯通玻色子$a_{1,2}$,跨越大范围的寿命。非最小标量谱触发了新的$B$衰变成多轻子,这将逃脱当前搜索的范围。因此,在LHCb的新的位移顶点分析进行了讨论,以探讨分层的新物理,扩大范围的跟踪系统的检测器。此外,还研究了拟议的CODEX-b实验的范围。通过利用仅在探测器的子系统中在高水平LHCb触发下重建的轨道,可以在戈德斯通玻色子的寿命中跨越7个数量级在μ子通道中达到${\mathcal{B}(B_s^0\to a_1 a_2) < 10^{-8}}$和${\mathcal{B}(B^+\to K^+ a_1 a_2) < 10^{-9}}$。相应地,可以测试$\lesssim 1$级的重-轻粒子耦合,从而可能排除重和轻扇区强烈耦合的复合希格斯粒子的情况。
2022-11-25 hep-ex hep-ph
Measurement of the Bbar0 and B- Meson Lifetimes
用LEP的ALEPH探测器从1991年到1995年收集的大约400万个强子Z衰变样品测量了Bbar 0和B-介子的寿命。最近对数据样本进行了重新处理,跟踪性能有了很大提高。通过识别含有轻子和D ~(*+)或D ~(0)介子的事件,部分重建了Bbar ~ 0和b ~-介子的半轻子衰变.由D轻子系统的衰变长度和动量估计了B介子的本征时间。对1880个D*+1-和2856个D 01-候选者的适当时间的拟合产生以下结果:tauBbar 0 = 1.518 +-0.053 +-0.034 ps,tauB = 1.648 +-0.049 +-0.035 ps,tauB-/tauBbar 0 = 1.085 +-0.059 +-0.018。
2000-08-09 hep-ex
Measurement of the B/s0 Lifetime and Study of B/s0 anti-B/s0 Oscillations using D/s l Events
从DELPHI在1992 - 1995年期间积累的360万个强子Z_0衰变中选取了一个大横动量轻子和一个相反电荷的Ds在同一半球的事例,研究了B_0 ~ s介子的寿命和振荡.得到了B_0_s寿命和两个物理态之间的分数宽度差为:τ_(B_0_s)=(1.42^{+0.14}-0.13}(stat.)+/- 0.03(系统))在95% C. L.时,ps Δ T(B0s)/T(B0s)< 0.46。在后一个结果中,假定τ_(B 0 s)=τ_(B 0 d)。使用相同的样品,已经设定了物理B 0 s状态之间的质量差的限制:在95% C. L.时,Delta(m_B0s)> 7.4 ps^{-1}。对应的灵敏度等于8.1 ps^{-1}。
2001-07-27 hep-ex
Commissioning of the ATLAS Muon Spectrometer with Cosmic Rays
大型强子对撞机上的ATLAS探测器在2008年和2009年期间收集了数亿次宇宙射线事件。这些数据被用来调试μ子谱仪,并研究触发和跟踪室的性能,它们的对准,探测器控制系统,数据采集和分析程序。我们提出的相关参数,确定质量的μ子测量的性能。我们讨论了单个元件的效率,分辨率和噪声率,探测器响应和对准系统的校准方法,轨道重建效率和动量测量。结果表明,探测器的性能接近设计要求,μ子谱仪可以用于探测高能质子-质子碰撞产生的μ子。
2010-08-02 hep-ex physics.ins-det
Constraints on Lorentz invariance from the event KM3-230213A
基于 ARCA 探测器探测到的极高能 μ 子事件 KM3-230213A,通过分析实验室参考系中 μ 子寿命的下限,对洛伦兹破坏参数设定了新的上限约束。
2025-05-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Electron attenuation measurement using cosmic ray muons at the MicroBooNE LArTPC
费米实验室的MicroBooNE实验使用液态氩时间投影室(LArTPC)技术来研究氩中的中微子相互作用。LArTPC的基本要求是在液体中实现并保持低水平的电负性污染物,以使漂移电离电子的捕获最小化。与最大漂移时间相比,漂移电子的衰减时间应该长,使得可以有效地检测来自产生具有长漂移路径的电离电子的粒子径迹的信号。在这次演讲中,我们提出了使用宇宙射线μ子的电子衰减的MicroBooNE测量。结果在典型的操作条件下产生18 ms的最小电子1/e寿命,这与2.3 ms的最大漂移时间相比是长的。
2017-10-01 hep-ex physics.ins-det
Deep Regression of Muon Energy with a K-Nearest Neighbor Algorithm
在为未来粒子物理实验研究新的测量解决方案的背景下,我们开发了一个高性能的基于kNN的回归器来推断高度相对论性μ子的能量,从它们在密集和颗粒量热计中的辐射损失的模式。回归器基于一个弱kNN学习器池,这些学习器通过随机梯度下降来适应每个训练事件的权重和偏差。通过该过程优化的参数的有效数量在6000万范围内,因此与大型深度学习架构相当。我们通过将其与几种机器学习算法进行比较来测试回归器在所考虑的应用程序上的性能,显示出与提升决策树和神经网络所实现的精度相当的精度。
2022-03-06 hep-ex physics.data-an
Beam dynamics corrections to the Run-1 measurement of the muon anomaly $a_μ$ at Fermilab
费米国家加速器实验室(FNAL)的μ子$g-2$实验测量了正μ子磁异常$a_μ \equiv (g_μ-2)/2$,精度为百万分之0.46,数据是在2018年首次物理运行期间收集的。实验结果与布鲁克海文国家实验室以前的实验测量相结合,增加了标准模型期望值与$4.2σ$的张力,从而加强了新物理学的证据。磁异常是由μ子自旋进动频率的精确测量确定的,相对于μ子动量,以及束所看到的平均磁场。在一个理想的情况下,μ子在一个均匀的垂直磁场的水平面内运行,反常进动频率$ω_a$由自旋~($s$)和回旋~($c$)频率之差$ω_a = ω_s - ω_c$给出。可观察到的$ω_a$与$a_μ$成比例。本文介绍了将测量的μ子进动频率$ω^{m}_{a}$调整到其真实物理值$ω_{a}$所需的束流动力学系统校正。
2022-03-03 hep-ex physics.ins-det
Towards an independent determination of muon g-2 from muonium spectroscopy
我们表明,在未来几年的μ子光谱可以达到足够高的精度,以确定μ子的异常磁矩低于百万分之一(ppm)。这种不受强子不确定性限制的μ介子g-2的独立测定,肯定会揭示目前在自旋进动测量和(基于R比的)标准模型预测之间观察到的2 ppm差异。束缚在μ介子中的电子和(反)μ介子之间的磁偶极相互作用引起基态的超精细分裂(HFS),这种分裂对μ介子的反常磁矩很敏感。在J-PARC的HFS和PSI的1 S-2S跃迁的μ素频率测量与理论预测的直接比较将允许提取μ子g-2具有高精度。还需要将这些跃迁的QED计算精度提高约一个数量级。此外,g-2电子的理论和实验之间的良好一致性表明,新的物理相互作用不太可能影响μ介子光谱达到预期的精度。
2022-01-17 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
Study of muon pair production from positron annihilation at threshold energy
μ子对撞机代表了未来机器探索高能前沿的最有前途的解决方案之一,但由于2.2 $μ$秒μ子静止寿命的几个挑战必须仔细考虑。LEMMA项目正在研究在阈值能量下从e $^+$ e $^-$湮灭过程中产生低发射度μ子/反μ子对的可能性,从而产生小的横向发射度束,而无需任何额外的束流冷却。然而,大多数可用的测量都是在较高的$\sqrt{s}$值下进行的。因此,有必要在阈值能量下测量正电子湮没中的μ子产生,并将实验结果与该特定能量范围内的预测进行比较。除了本身是一个物理感兴趣的话题,这些接近阈值的测量可以有相当大的影响,在μ子对撞机与LEMMA注入方案实现的最终光度的估计。
2020-01-10 hep-ex physics.ins-det
On the measurement of the muon anomalous magnetic moment
文中提出的思想和公式将有助于把μ子反常磁矩的理论预言和"μ子g-2"实验的结果结合起来。在这样做时,我们只在标准模型中讨论新的效应。在量子物理学中,自旋垂直于磁场的状态可以表示为自旋平行于磁场和反平行于磁场的能量本征态的叠加:所产生的自旋进动是由于两个本征态之间的能量差。如果这种状态像μ子一样是不稳定的,并且可以衰变,那么它将具有自然的能量扩散。结果,自旋进动的频率可以变化。对于恒定磁场,所测量的自旋进动速度将根据具有宽度$\left(γτ\right)^{-1}$、洛伦兹伽马因子$γ=E/ m$和粒子寿命$τ$的洛伦兹分布而扩展。虽然洛伦兹分布的真实均值和方差是不确定的,但后者可以通过最大似然法估计为${2 \over N (γτ)^2}$,是正态分布的两倍。因此,实际上异常磁矩的统计误差应该比实验的$χ^2$分析更宽。
2021-09-29 hep-ex hep-ph
Measurement of Muon Annual Modulation and Muon-Induced Phosphorescence in NaI(Tl) Crystals with DM-Ice17
我们报道了在南极进行的NaI(Tl)直接探测暗物质实验DM-Ice 17中μ子和μ子诱导磷光的测量结果。在晶体中的μ子相互作用被确定其观察到的脉冲形状和大的能量沉积。DM-Ice 17中测得的μ子速率为2.93 +/- 0.04 μ子/晶体/天,调制幅度为12.3 +/-1.7%,与预期一致。在μ子相互作用之后,我们观察到NaI(Tl)晶体中的长寿命磷光,其衰减时间为5.5 +/- 0.5 s。μ介子所储存的瞬发能量与延迟磷光的量相关,其中最亮的磷光由数千万个光子组成。这些光子以不模仿高于2keVee的闪烁信号的速率和到达定时分布在数十秒内。虽然磷光的性质在各个晶体之间有所不同,但DAMA观察到的年度调制信号不能通过具有DM-Ice 17中观察到的特征的磷光来解释。
2016-02-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
The History of the Muon (g-2) Experiments
我讨论了μ子$(g-2)$测量的历史,从哥伦比亚-尼维斯测量开始,观察到宇称破坏μ子衰变,也测量了μ子$g$ -因子的第一次,发现$g_μ=2$。理论(标准模型)值包含了量子电动力学的贡献,通过强子真空极化和强子光-光回路的强相互作用,以及来自$W$,$Z$和希格斯玻色子的电弱贡献。随后的实验,首先在尼维斯,然后在欧洲核子研究中心越来越精确地测量了μ子异常$a_μ= (g_μ-2)/2$,精确到百万分之7.3(ppm)布鲁克海文国家实验室E821将精度提高到百万分之0.54,并首次观察到电弱贡献。有趣的是,在Brookhaven测量的$a_μ$值似乎比标准模型值大三个标准差以上。一个新的实验,费米实验室E989,旨在将精度提高四倍,以澄清这一结果是否是新物理进入循环的预兆,或者来自一些实验,统计或系统问题。
2018-11-16 hep-ex physics.hist-ph physics.ins-det
The Fermi constant from muon decay versus electroweak fits and CKM unitarity
费米常数($G_F$)通过μ子寿命得到了非常好的测量,定义了标准模型(SM)中的关键基本参数之一。因此,为了通过$G_F$搜索SM(BSM)之外的物理,约束能力由$G_F$的第二最佳独立确定的精度确定。$G_F$的最佳替代提取通过全局电弱(EW)拟合或从超允许的$β$衰变结合以K介子、$τ$或$D$衰变测量的Cabibbo角进行。这两种变体都显示出与来自μ子衰变的$G_F$的一些张力,尽管是在相反的方向上,反映了EW拟合内的已知张力和CKM么正性明显违反的暗示。我们调查如何BSM物理可以使$G_F$的三个决定一致使用SM有效场论和评论未来的前景。
2021-08-10 hep-ex hep-lat hep-ph
F-enomenology
讨论了Flipped SU(5)相对于传统超对称大统一理论(如SU(5))的优点。M_Z处的强耦合、sin平方θ-Weinberg、μ子的g-2以及(K+,反中微子)模的质子寿命下限的最新值直接指向Flipped SU(5),这是避免潜在陷阱的最简单方法。它表明,“F(唇)enomenology”很容易容纳所有目前可用的低能量数据,有利于一个相当“轻”的超对称光谱,同时产生适量的冷暗物质和质子寿命的((e+/μ子+),π-零)模式,这是超出了目前的实验限制,但仍有可能进入下一轮的实验。
2002-11-11 astro-ph hep-ex hep-ph