Proposal and Analysis of the Experiment for the Precise Measurement of the Muon Lifetime and the Fermi Constant
提出了一个破纪录的测量正μ子衰变过程中世界费米常数的实验。使用GEANT程序，对所有系统误差进行了分析。结果表明，μ子寿命和费米常数的实验精度可以提高五倍。
2022-06-20 hep-ex physics.ins-det
New Precision Determination of g_p and G_F: the MuXperiments at PSI
我们讨论了两个精密的实验，将测量基本的弱相互作用参数：MuLAN的目标是测量的正μ子寿命为1 ppm，这将反过来确定费米耦合常数G_F到0.5 ppm的精度。MuCAP是第一个明确确定质子g_p的诱导赝标量形状因子的实验。虽然g_p的矛盾实验结果正在讨论中，但手征微扰理论框架内百分比水平的可靠理论计算现在正在挑战测量。我们将描述我们的实验努力和最新成果。
2005-06-01 hep-ex nucl-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
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
Prompt Acceleration of a Short-Lifetime Low-Energy Muon Beam
提出利用束流驱动等离子体尾场在22.5 ps内将275 MeV低能μ子束加速至10 GeV以上，效率达20%并压缩束流分布，为μ子对撞机和新物理研究提供新方案。
2021-04-29 hep-ex physics.acc-ph
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
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
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
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
Calibration of a Micromegas-based Gaseous Time Projection Chamber Using Cosmic Ray Muons
本研究利用宇宙射线缪子对基于 Micromegas 的气态时间投影室进行校准，通过径迹重建表征漂移速度等性能，并揭示了其在50天内随气体纯度的变化规律。
2023-07-27 hep-ex physics.ins-det
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 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
First measurement of radioactive isotope production through cosmic-ray muon spallation in Super-Kamiokande IV
宇宙线μ介子散裂诱导的放射性同位素伴随$β$衰变是太阳中微子、反应堆中微子和超新星遗迹中微子实验的主要背景之一。与闪烁体不同，在水中宇宙背景的产生量以前没有专门测量过，但它们在旨在寻找稀有信号的下一代中微子实验中变得越来越重要。我们分析了在Super-Kamiokande-IV收集的低能触发数据，以确定$^{12}$ B、$^{12}$ N、$^{16}$ N、$^{11}$ Be、$^9$ Li、$^8$ He、$^9$ C、$^8$ Li、$^8$ B和$^{15}$ C的生成速率。通过固定已知的同位素寿命，从母μ子和后续子$β$之间的时间差拟合中提取这些速率。由于$^9$ Li可以通过$β+ n$级联衰变伪造逆β衰变反应链，产生检测到能量高达十几MeV的不可约背景，因此需要进行专门研究以评估其对未来测量的影响;发现使用相关触发器的中子标记技术的应用可以改善$^9$ Li测量。除了同位素$^8$ Li/ $^8$ B和$^9$ Li的情况外，通常发现测量的产率与理论计算相当。
2015-12-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
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
Muon Acceleration using Fixed Field, Alternating Gradient (FFAG) Rings
由于μ子的寿命为2.2微秒，因此中微子工厂或μ子对撞机必须相当快地加速μ子。μ子束往往很大。综述了固定场交变梯度（FFAG）晶格的研究进展。FFAG磁体自然是宽的;低动量μ子从梯度磁体的低场侧移动到高场侧，因为它们获得能量。这可以被利用来完成双重任务，并且允许大的射束导纳，而不会过度地增加磁场体积。如果必须减少射频量以优化成本，FFAG环可以容纳额外的轨道。我描述了两个缩放FFAGs，其中每个磁体中的弯曲是能量独立的和非缩放FFAGs，其中每个磁体中的弯曲确实随μ子能量而变化。在所有的FFAG设计中，磁体组的弯曲之和是恒定的;否则轨道不会闭合。描述了保持加速束与射频同相的方法。最后，在KEK建立了一个1 MeV的按比例缩放的FFAG，并于2000年6月开始以1 kHz的重复率加速质子。
2004-11-24 hep-ex physics.acc-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
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
Production of Xi_c^0 and Xi_b in Z decays and lifetime measurement of Xi_b
利用DELPHI实验1992- 1995年收集的350万个强子Z事例，在衰变通道Xi_c^0 -> Xi-pi+中寻找粲奇异重子Xi_c^0，在包含通道Xi_b -> Xi-l- anti-nu X中寻找美奇异重子Xi_b.通过衰变Xi-> Lambda pi-，使用级联衰变的约束拟合方法重建Xi-。Xi_c^0和Xi_b的选择使用迭代判别分析。测得生产速率为f_{Xi_c^0} × BR（Xi_c^0 -> Xi-pi+）=（4.7 +/- 1.4（stat.）+/- 1.1（系统））10^{-4}，BR（b -> Xi_b）× BR（Xi_b -> Xi-1- X）=（3.0 ± 1.0（stat.）+/- 0.3（系统））对于每个轻子种类（电子或μ子）为10^{-4}。实验测得Xi_b重子的寿命为tau_{Xi_b} = 1.45{^{+0.55}_{-0.43}}（stat.）+/- 0.13（系统）PS.结合先前的DELPHI寿命测量给出tau_{Xi_b} = 1.48{^{+0.40}_{-0.31}}（stat.）+/- 0.12（系统）PS.
2005-10-07 hep-ex
Measuring the $ν_μ$ to $\bar{ν_μ}$ Ratio in a High Statistics Atmospheric Neutrino Experiment
通过利用μ子寿命的差异，有可能在地下中微子探测器中区分$ν_μ$和$\bar{ν_μ}$带电电流相互作用。这种观测将是了解大气中微子异常来源的有用工具。
1998-06-09 hep-ex hep-ph
