Construction and Test of New Precision Drift-Tube Chambers for Upgrades of the ATLAS Muon Spectrometer in 2016/17
小直径μ子漂移管（sMDT）室已开发的ATLAS μ子探测器升级。与现有的腔室相比，它们具有更高的速率能力和更紧凑的设计，这使得目前可以在无仪器的情况下装备探测器区域。腔室组装方法已针对大规模生产进行了优化，同时感测线定位精度提高到10微米以下。这些腔室将准备在大型强子对撞机2016/17冬季关闭时安装。将讨论ATLAS新sMDT腔室的设计和建造以及其精度和性能的测量。
2015-12-07 hep-ex physics.ins-det
Calibration and Performance of the ATLAS Muon Spectrometer
ATLAS μ子谱仪设计用于测量μ子动量，分辨率为4%@100 GeV/c，上升到10%@1 TeV/c轨道动量。该谱仪由嵌入在由三个大型空心超导环产生的2 T磁场中的精确跟踪和触发室组成。精密探测器提供50微米的跟踪分辨率，伪快速度为2.7。该系统还包括一个光学监测系统，测量检测器的位置与40微米的精度。本文报道了ATLAS μ子谱仪的标定和性能。
2011-09-30 hep-ex physics.ins-det
Construction and Test of New Precision Drift-Tube Chambers for the ATLAS Muon Spectrometer
ATLAS μ子探测器升级的目的是提高μ子触发和精确跟踪的接受度，并随着LHC亮度的增加提高探测器高背景区域中μ子室的速率能力。小直径μ子漂移管（sMDT）室已开发用于这些目的。由于漂移管直径为MDT腔室的一半且操作参数不变，sMDT腔室具有MDT的优点，但具有更高的速率能力，并且可以安装在MDT腔室不适合的检测器区域中。腔室组装方法已针对大规模生产进行了优化，从而最大限度地减少了施工时间和人员。传感线定位精度为5？已经在包括几百个漂移管的大尺寸腔室的系列生产中实现了微米。2016/17年冬季LHC关闭时安装的新sMDT腔室的建造以及与新RPC触发腔室结合以更换筒式μ子谱仪内层的sMDT腔室的设计正在进行中。
2016-03-29 hep-ex physics.ins-det
Muon capture rates from precision measurements of the muon disappearance
在一个典型的实验中，核μ俘获率是通过测量靶中μ介子衰变指数的时间常数来确定的。我们提出了一种新的方法来评估μ-捕获率，这是基于直接测量的μ^-消失率的目标。以μ-俘获质子的反应为例，我们证明了在靶中不同氢气压力下测量μ^-消失可以避免压力相关的校正，并确定“真空”μp -> νn反应速率，外推到零气体密度后的精度优于10^{-2}。所提出的方法可以用于在一个实验中对不同类型的核进行μ^-俘获率的精确测量。
2013-03-03 hep-ex nucl-ex nucl-th
Muon Colliders: New Prospects for Precision Physics and the High Energy Frontier
概述了μ子对撞机技术和μ子对撞机研究计划的现状。μ介子对撞机的中微子物理和对撞机物理研究的令人兴奋的潜力，然后描述和说明使用自洽的对撞机参数集在0.1 TeV至100 TeV的质心能量。
1999-08-08 hep-ex
Precision Measurement of the Anomalous Magnetic Moment of the Muon
BNL的E821合作组对μ子的反常磁矩（g-2）进行了精确测量。本文是ICAP 2002（马萨诸塞州剑桥）“热点话题”演讲的书面版本。讨论了实验原理，特别是束流动力学方面。
2003-08-26 hep-ex
Precision Muonium Spectroscopy
μ素原子是一个正μ子和一个电子的纯轻子束缚态，它的寿命为2.2 $μ$ s。没有任何已知的内部结构提供了精确的实验来测试基本物理理论和确定基本常数的准确值。特别地，基态超精细结构跃迁可以通过微波光谱测量以提供μ子磁矩。类氢原子中1 s-2s跃迁的频率可以用激光光谱学来确定，以获得μ子质量。通过这种测量，基本的物理相互作用，特别是量子电动力学，也可以以最高的精度进行测试。这些结果是μ子磁异常实验的重要输入参数。原子的简单性使得更精确的实验成为可能，比如为了检验带电轻子数守恒而寻找μ介子-反μ介子的转换，以及寻找μ介子和暗物质可能的反引力。
2016-03-03 hep-ex
Mulan: a part-per-million measurement of the muon lifetime and determination of the Fermi constant
本文评述了保罗·谢勒研究所的穆兰实验对正μ子寿命的百万分之一测量和费米常数的测定。该实验使用了一种创新的、时间结构的表面μ子束和一个近4 π的、精细分段的塑料闪烁体正电子探测器。两个真空μ介子停止目标：一个铁磁箔与一个大的内部磁场，和一个石英晶体在一个温和的外部磁场。实验得到μ子寿命为2 196 980.3（2.2）ps（1.0 ppm），费米常数为1.166 378 7（6）10^-5 GeV^-2（0.5 ppm）。μ子寿命提高了30倍，这对于精确测量核μ子捕获是很有价值的，而费米常数的相应提高对于精确测试标准模型也是很有价值的。
2021-08-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
TWIST: Precision Measurement of the Muon Decay Parameters
TWIST实验对μ子衰变中的三个衰变参数进行了精确测量。最新结果为rho = 0.75014 +-0.00017（stat）+-0.00044（sys）+-0.00011（eta）和delta = 0.75067 +-0.00030（stat）+-0.00067（sys）。与以前发表的结果，改进的限制可能扩展的电弱标准模型的推导。
2008-10-22 hep-ex
Streamlined Calibrations of the ATLAS Precision Muon Chambers for Initial LHC Running
ATLAS μ子谱仪的设计是为了测量μ子的动量，在100 GeV和1 TeV的动量下，分辨率分别为dp/p = 3%和10%。为了完成这项任务，光谱仪使用了355，000个排列在1200个腔室中的连续漂移管（MDT）。校准（RT）功能将漂移时间测量值转换为以管为中心的碰撞参量，用于轨道段重建。RT功能取决于MDT环境参数，因此必须针对当地灭菌室条件进行适当校准。我们报告的创建和应用的气体监测系统为基础的校准程序的μ子轨道重建在LHC启动阶段。
2011-03-07 hep-ex physics.ins-det
New precise spectroscopy of the hyperfine structure in muonium with a high-intensity pulsed muon beam
由一个正μ子和一个电子组成的类氢原子被称为μ素。它是一个近乎理想的两体系统，可用于精确测试束缚态理论和基本对称性。MuSEUM合作在J-PARC使用高强度脉冲μ子束和高速率正电子计数器对μ 鎓基态超精细结构进行了新的精确测量。在近零磁场下成功地观察到了超精细跃迁的共振现象，得到了$ν_{\text{HFS}}$ = 4.463302（4）GHz的μ 鎓超精细结构间隔，相对精度为0.9 ppm.该结果与洛斯阿拉莫斯国家实验室之前获得的结果以及当前的理论计算一致。我们提出了一个示范的微波光谱的μ为未来的实验，以达到最高的精度。
2021-03-02 hep-ex physics.atom-ph physics.ins-det
Alignment of the ATLAS barrel muon spectrometer
ATLAS实验的μ子光谱仪是有史以来最大的探测器之一。在大型强子对撞机上，新的物理符号可能会通过高动量μ子（1 TeV）出现。这种μ子的识别和精确的动量测量是ATLAS μ子谱仪的两个主要挑战。为了获得高能量μ子的良好分辨率（即，在1TeV下为10%），精密腔室的对准精度必须为50微米的量级。已经开发了几种程序来达到这样的精度。本文描述了用于对准μ介子子探测器的补充技术及其结果：光学系统、μ介子宇宙射线和碰撞产生的直线轨道。
2008-10-10 hep-ex physics.ins-det
Ultra High Precision with a Muon Storage Ring
Brookhaven AGS的μ子$(g-2)$实验E821的目标是测量μ子异常磁矩，相对精度为$\pm 3.5 \times 10^{-7}$。一个直径为14 m的超铁储存环已经建成，并已实现了$\pm$百万分之一（ppm）的平均磁场均匀性超过90 mm直径的μ子存储区。一个截断的双余弦超导隔膜磁铁（偏转器）与一个快速的非铁冲击器一起建造。对储存环的性能和物理结果进行了评述。
2002-09-04 hep-ex
Measurement of Muon Capture on the Proton to 1% Precision and Determination of the Pseudoscalar Coupling g_P
Paul Scherrer研究所的MuCap实验测量了μ子从μ子氢原子单重态捕获的速率L_S，精确度为1%。μ子束在充满10巴超纯氢气的时间投影室中停止。圆柱形金属丝室和分段的闪烁体桶检测电子从μ子衰变。L_S由氢中μ消失率与自由μ子衰变率之差确定。这个结果是基于对1.2 × 10^10 μ衰变的分析，从中我们提取出俘获率L_S =（714.9 +- 5.4（stat）+- 5.1（syst））s^-1，并推导出质子的赝标耦合g_P（q^2_0 = -0.88 m^2_mu）= 8.06 +- 0.55。
2013-01-29 hep-ex nucl-ex
Precision Physics with Muons : A Decade of Theoretical and Experimental Advances
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of South Carolina（南卡罗来纳大学）
本文综述了μ子在标准模型外物理研究中的理论与实验进展，重点探讨了μ子衰变、磁矩测量及新物理场景的实验探索。
2026-09-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
Slow Muons and Muonium
瑞士的Paul Scherrer研究所运营着高强度质子加速器设施HIPA。目前高达2.4 mA的590 MeV动能质子束被发送到靶站，产生用于基础物理和应用物理的π介子、μ介子和中子。1.4兆瓦的光束功率提供了世界上最高强度的低动量μ子，可以在低质量目标中停止。高达约$10^8$ /s的表面μ子速率正被提供给各种独特的精密粒子物理实验。目前正在进行两项可行性研究，以大大改进现有的μ子束。高强度μ子束线HiMB可以递送大约$10^{10}$ /s表面μ子，并且停止的μ子冷却器muCool旨在相位空间质量中的$10^{10}$的增益因子，同时对于低能量$μ^+$仅牺牲小于3个数量级的强度。这些光束将使新一代的精密物理实验与停止μ子和μ原子。
2016-07-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
Precision measurement of the Lamb shift in Muonium
我们报道了一种新的测量$n=2$兰姆移动的μ素微波光谱。我们的结果$1047.2(2.3)_\textrm{stat}(1.1)_\textrm{syst}$ MHz包括一个数量级的改善后，以前的最佳测量。这个值在一个标准偏差内与理论计算相匹配，这使我们能够对μ子扇区中的CPT违反以及与μ子和电子耦合的新物理学设置限制，这些新物理学可以提供μ子$g-2$异常的解释。
2021-09-30 hep-ex physics.atom-ph
Construction of Precision sMDT Detector for ATLAS Muon Spectrometer Upgrade
本文介绍了密歇根大学的小直径监测漂移管探测器的建设，作为欧洲核子研究中心的高亮度大型强子对撞机的ATLAS μ子谱仪升级的贡献。在密歇根州建造的前30个室的测量表明，漂移管线的位置精度满足20微米的规格。用于对准的平台和磁场传感器的位置都在所需的精度范围内很好地安装。宇宙线测试测量表明，单线跟踪分辨率为100 ± 7微米，平均探测效率高于99%。详细描述了腔室生产的基础设施、工具、技术和程序。报告了前30个建造的室的室质量控制测试的结果。
2022-11-01 hep-ex physics.ins-det
Construction and Test of the Precision Drift Chambers for the ATLAS Muon Spectrometer
大型强子对撞机（LHC）ATLAS探测器的μ子谱仪的平行漂移管（MDT）室由3-4层加压漂移管组成，位于承载光学变形监测系统的空间框架的两侧。该室必须提供一个轨道位置分辨率为40微米，单管分辨率至少为80微米，传感线定位精度为20？微米（rms）。最大的MDT室之一，432漂移管的3.8米长的全尺寸原型的可行性进行了论证。对于ATLAS μ子谱仪，必须建造88个这种类型的腔室。第一个腔室已经完成，导线定位精度为14微米（rms）。
2016-04-08 hep-ex physics.ins-det
MUonE, muon $g-2$ and electroweak precision constraints within 2HDMs
两个希格斯双态模型是超越标准模型的物理学的有吸引力的场景。特别是，轻子特有的表现仍然是解释标准模型预测的μ子$a_μ$的异常磁矩与费米实验室和BNL最近的观测结果之间的差异的竞争者。影响$a_μ$的主要不确定性促使MUonE实验通过弹性μ子-电子散射来访问影响$a_μ$的强子真空极化贡献。在这项工作中，我们对比的高精度，可实现的范围内的MUonE的背景下，从味物理的约束，精密电弱约束和大型强子对撞机的搜索，以及他们的外推的范围内的两个希格斯偶极子模型与软破$\mathbb{Z}_2$对称性。我们发现，MUonE的灵敏度不超出已经被其他约束排除在外的参数区域。因此，MUonE将提供强子真空极化贡献的详细测量，然后透明地告知2 HDM中的$a_μ$解释，而无需修改标准模型相互作用之外的相关性。在传递中，我们扩展LHC和风味预测的轻子特定的2 HDM（类型X和Y）的情况下，早期的结果，并评论修改的W玻色子质量的值的可能性，我们简要地讨论了这些模型的一个强的一阶电弱相变的影响。
2022-07-06 hep-ex hep-ph
Status of the Fermilab Muon $g-2$ Experiment
μ子反常磁矩（$a_μ= (g-2)/2$）是一种低能观测值，可以很高的精度测量和计算，是对标准模型（SM）的一个很好的检验，也是探索新物理的一个灵敏探针。最近的努力提高了理论预测和实验测量的精度。理论方面，由130多名物理学家组成的国际团队“μ子$g-2$理论倡议”在2020年就$a_μ$的SM预言达成共识。在实验方面，费米实验室的E989 μ子$g-2$合作组织（FNAL）于2021年4月发布了来自Run-1数据集（2018）的$a_μ$的新测量结果，精度为0. 46 ppm，证实了布鲁克海文国家实验室（BNL）之前的测量结果，并将与SM值的差异增加到4. 2个标准差。在本文中，我将讨论的实验设置和报告的实验现状。
2022-02-23 hep-ex physics.ins-det
Precision Test of the Muon-Higgs Coupling at a High-energy Muon Collider
我们探讨了在高能μ子对撞机上直接测试μ子-Higgs耦合的灵敏度。如果存在与负责费米子质量产生的标准模型汤川相互作用不一致的新物理，那么这是有强烈动机的。我们举例说明了几个这样的例子，物理学超越了标准模型。与意外的小值的μ子Yukawa耦合和它的微妙的作用，在高能量生产的多个（矢量和希格斯）玻色子，我们表明，它是可能的测量μ子希格斯耦合的精度为百分之十的10 TeV的μ子对撞机和百分之几的30 TeV的机器通过利用三玻色子生产，潜在的敏感性约$Λ\sim 30-100$ TeV的新的物理尺度。
2022-06-16 hep-ex hep-ph hep-th
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
Feasibility of slepton precision measurements at a muon collider
高能μ子对撞机的探测器必须通过在束管周围安装屏蔽材料来保护束μ子的衰变产物。在这篇文章中，通过研究轻子的超伴子slepton的产生，这些探测器盲区对具有不可见末态粒子的新物理学特征的影响被展示出来。特别注意的是大背景的双光子碰撞。它演示了如何控制这些背景的影响，通过实施适当的削减或运行在两个不同的质心能量，从而允许精确测量的质量和自旋的slepton。然而，这些方法对于slepton和它们的衰变产物之间的小质量差异变得无效，并且在这种情况下，在μ子对撞机上分析slepton信号将是困难的。
2011-07-19 hep-ex hep-ph
Performance of the ATLAS Precision Muon Chambers under LHC Operating Conditions
对于大型强子对撞机（LHC）ATLAS探测器的μ子谱仪，由6至8层加压漂移管组成的大型漂移室用于在超导空气芯磁体的环向场中覆盖5000 m2的有效面积的精确跟踪。该室必须提供一个空间分辨率为41微米的Ar：CO2（93：7）气体混合物在绝对压强为3巴和气体增益为2？104.这些室的工作环境的特点是高中子和本底，计数率高达每平方厘米每秒100个。在100 GeV μ子束中，以LHC运行期间预期的光子辐照率，研究了ATLAS系列生产的腔室的分辨率和效率。硅条探测器望远镜被用作光束中的外部参考。一个腔室的空间分辨率降低了4？m在最高的背景率。漂移管的探测效率在辐照下保持不变。在最高速率下的跟踪效率为98%。
2016-04-01 hep-ex physics.ins-det
A High-Precision, Fast, Robust, and Cost-Effective Muon Detector Concept for the FCC-ee
针对FCC-ee实验，提出结合精密漂移管与快速塑料闪烁体条的缪子探测器概念，实现高分辨率空间（100 μm二维、1 mm三维）和定时（200 ps或更优）测量，兼具高精度、快速、稳健及成本效益。
2025-04-14 hep-ex physics.ins-det
Construction and test of high precision drift-tube (sMDT) chambers for the ATLAS muon spectrometer
为2014年3月ATLAS μ子谱仪的升级改造，研制了新型μ子跟踪室（sMDT），其漂移管直径为15 mm，是标准ATLAS μ子跟踪室的一半，灵敏线定位精度为10~ $μ$ m。新腔室的设计完全兼容目前的ATLAS服务，但相对于以前安装的ATLAS MDT腔室，它们组装在一个更紧凑的几何形状，并部署了两个额外的管层，提供冗余的机架信息。该室由8层共624个铝漂移管组成。一周之内完成一个分庭的组装。半自动化生产线用于在腔室组装之前组装漂移管。将讨论单个组件和完整腔室的生产程序和质量控制测试。用三坐标测量机测量了金属丝在已完成的腔室中的位置。
2014-07-01 hep-ex physics.ins-det
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
Large-Scale Production of Monitored Drift Tube Chambers for the ATLAS Muon Spectrometer
目前正在为ATLAS μ子谱仪建造传感线定位精度优于20微米的精密漂移管室。谱仪中心部分最外层的88个大腔室已组装完成70%。在腔室构造期间对感测线的位置和用于光学对准监测系统的传感器的位置的测量表明，满足了腔室的机械精度的要求。
2016-04-01 hep-ex physics.ins-det
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
A precision measurement of the muon decay parameter delta
μ子衰变参数δ表征宇称破坏μ子衰变不对称性的动量依赖性。利用TRIUMF的TWIST实验记录的第一个物理数据，进行了一种新的δ测量。获得的值，delta=0.74964+-0.00066（stat.）+- 0.00112（系统），符合标准模型的预期delta=3/4。这是首次使用盲分析技术确定delta。结合其他数据，测量设置新的模型独立的限制有效的右手耦合的μ子。在90%的置信水平下，另一个μ子衰变参数xi和π介子衰变中μ子极化Pmu的乘积的改进极限为：0.9960<Pmu*xi<=xi<1.0040。左右对称模型的影响进行了讨论。
2011-04-14 hep-ex
Improved Measurement of the Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant
MuLan合作测量了正μ子的寿命，精度为百万分之一。费米常数的测定精度为百万分之0.6。
2011-08-22 hep-ex
Higgs Precision at a 125 GeV Muon Collider
$s$通道共振产生的希格斯玻色子在125 GeV的μ子对撞机，使一个独特的方式来确定希格斯属性。然而，关于希格斯粒子精确度的清晰图像尚未建立。我们在这样的共振μ子对撞机希格斯工厂进行希格斯测量的现象学研究，并提出了一个系统的，详细的，和一致的提取希格斯精确测量。线形扫描的许多新方面，包括光度定标、最佳扫描范围、最小扫描步数、与唯一测量的相关性、有效的截面建模等，在这项工作中进行了定量研究。利用标准模型背景、探测效率、接受度、角分布和交叉通道相关性对所有主要的希格斯通道进行了模拟和分析。在$κ$框架和有效场论框架下对Higgs耦合进行了全局分析。结果表明，125 GeV μ子对撞机Higgs工厂对HL-LHC的Higgs耦合范围提供了显著的改善，并为未来的$e^+e^-$对撞机提供了独立和独特的Higgs精确信息。我们报告$5~{\rm fb}^{-1}$和$20~{\rm fb}^{-1}$积分亮度的结果。这些结果提供了全面和定量的物理理解，有助于规划μ子对撞机路线图和全球高能物理计划。
2022-03-08 hep-ex hep-ph
Potential precision of a direct measurement of the Higgs boson total width at a muon colliderr
鉴于在LHC上发现了126 GeV标准模型的类希格斯玻色子，我们评估了在建议的μ子对撞机上直接测量希格斯玻色子的宽度、质量和s通道共振产生截面的可实现精度。我们发现，在束流能量分辨率为R=0.01%（0.003%），积分亮度为0.5 fb^{-1}（1 fb^{-1}）的情况下，μ子对撞机将使我们能够通过结合WW^* 和b \bar b末态的两个互补通道来确定标准模型的希格斯宽度为+/- 0.35 MeV（+/- 0.15 MeV）。本文还研究了一个具有更宽宽度的非标准模型希格斯粒子。μ子对撞机可能达到的无与伦比的精度将高精度地测试希格斯相互作用。
2013-02-21 hep-ex hep-ph
Future Muon Physics Experiments: Muon Beams and Experimental Apparatus
Sun Yat-sen University（中山大学）；Peking University（北京大学）
本文综述全球缪子束流设施及三类实验（CLFV搜索、精密测量、缪子散射）所需装置，强调束流控制与探测技术以达成下一代灵敏度。
2026-09-23 hep-ex
Alignment of the straw tracking detectors for the Fermilab Muon $g-2$ experiment and systematic studies for a muon electric dipole moment measurement
费米实验室μ子$g-2$实验目前正在为其第四个数据采集期（Run-4）做准备。对运行-1数据进行分析的实验范围内的工作已接近完成，预计将在未来几个月内宣布第一个结果。实验的最终目标是确定μ子磁异常，精度为140 ppb。如果中心值与先前测量的磁异常值一致，这种精度水平将提供新物理学的间接证据。真空吸管跟踪探测器是通过测量μ子束剖面来降低系统不确定性的关键。获得精确的光束轮廓分布的一个关键前提是跟踪探测器的内部对准，这在本文中进行了描述。由于这种位置校准，跟踪效率提高了3%，而跟踪质量提高了4%。本论文还讨论了一个额外的测量，将使用跟踪探测器：一个电偶极矩（EDM）的μ子的搜索，通过直接检测的振荡的平均垂直角的电子从μ子衰变。对μ子EDM的观测将是新物理学的证据，并将提供带电轻子扇区中CP破坏的新来源。测量EDM的关键是准确和精确地估计潜在的非零径向和纵向磁场，这是使用运行1数据估计的。此外，还利用第1次运行数据进行了初步分析，以估计利用跟踪探测器进行磁异常测量的可用精度。
2020-12-01 hep-ex physics.ins-det
Precision Measurement of the Anomalous Magnetic Moment of the Muon
布鲁克海文国家实验室的μ子g-2实验非常精确地测量了μ子的反常磁矩$a_μ$。此测量测试标准模型。完成了对2000年（$μ^+$运行）收集的数据的分析，并将$a_μ$的准确度提高到0.7 ppm，包括统计误差和系统误差。在进动频率和场分析组之间进行盲态数据分析，以防止$a_μ$结果中可能存在的偏倚。结果为$a_μ({\rm exp}) = 11~659~204(7)(5) \times 10^{-10}$（0.7 ppm）。本文的特点是详细描述的四个分析和更新的理论之一。
2003-01-07 hep-ex
CANTON-$μ$ Proposal: A Next-Generation Muon $g-2$ Measurement at Sub-0.1 ppm Precision
University of Liverpool（利物浦大学）；Advanced Energy Science and Technology Guangdong Laboratory（广东省先进能源科学与技术实验室）；Institute of Modern Physics, CAS（中国科学院近代物理研究所）；University of Washington（华盛顿大学）；Zhejiang Lab（浙江实验室）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院核物理与技术国家重点实验室）
CANTON-μ项目利用HIAF的高能muon束流，旨在超越费米实验室精度，通过统计和系统误差控制达到0.1ppm和0.05ppm的测量精度，用于测试标准模型和探索新物理。
2026-09-01 hep-ex hep-ph
Construction and Performance of the sMDT Precision Muon Tracking Chambers for ATLAS at the HL-LHC
Max Planck Institute of Physics（马克斯·普朗克物理研究所）
为适配HL-LHC升级，研究人员将ATLAS缪子谱仪内桶MDT探测室替换为集成RPC触发室的sMDT探测室，通过严格质量控制程序保障其性能，并开发了共用的质量控制数据库与监控界面。
2026-10-16 hep-ex
New Experiments to Measure the Muon Anomalous Gyromagnetic Moment
磁矩是粒子的基本性质。测量这些磁矩并与粒子物理学标准模型预测的值进行比较，是测试我们对世界基本组成部分的理解的一种方式。在某些情况下，例如对于电子，这种比较以令人难以置信的精度证实了标准模型。相比之下，μ介子的磁矩的测量值和预测值长期存在分歧。目前，在当前最佳测量值（精度为0.54 ppm）和最先进的标准模型预测值之间存在令人垂涎的三个标准差。这是物理学在标准模型之外的极少数实验提示之一。目前有两个主要的实验工作正在进行中，以提高精度的μ子磁矩测量。第一个是E-821实验的演变，最初位于美国布鲁克海文国家实验室。这是实验，E-989，位于费米实验室，将使用衰变正电子测量14米直径储存环中正μ子的自旋进动率。实验的目标是将当前实验的不确定性降低三倍。该实验目前正在建设中，目标是在2017年开始收集数据。另一个非常互补的实验正在日本的J-PARC计划进行。这个实验，E-34，将在一个小得多的储存环中利用低能量，超冷μ子。该实验的目标是达到与费米实验室实验相似的精度，并以相似的时间尺度开始数据采集。
2015-12-22 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
Measurement of the muon anomaly to high and even higher precision
我们最近在布鲁克海文国家实验室进行的一系列测量确定了μ子异常磁矩\amu，精度为0.5 ppm。最后的结果是$\amu ^\pm = 11 659 208(6) \times 10^{-10}$，它代表了使用正负μ子的五个运行周期的平均值。它比标准模型预期值高出2.7个标准差，该预期值基于本次研讨会上给出的更新。重要的是，只有$e^{+}e^{-}$湮灭和新的KLOE辐射返回数据用于强子真空极化输入。由于在实验中尚未达到系统极限，因此已提出一项新的努力，并在布鲁克海文获得最高科学优先级的批准。目标是实验不确定度为0.2 ppm，整体实验不确定度降低2.5倍。要做到这一点，就需要对如何进行测量的理念进行一系列升级和几次质的改变。我讨论了新老实验，特别强调了未来需要改变的技术问题。
2005-01-20 hep-ex
Precision Searches for Physics Beyond the Standard Model
与“强度”前沿密切相关的“精度”前沿为发现标准模型之外的物理学提供了一条补充路径。有几个例子可以改变我们对物理世界的看法：带电轻子味违反，例如μ子电子转换;发现电子、中子、μ子或原子核的永久电偶极矩。在本文中，我主要集中在介导的偶极相互作用的现象，包括异常的磁矩的μ子。
2009-10-28 hep-ex
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
Searching New Physics in Muonium Atom
量子电动力学以非常高的精度描述了自由μ子以及μ子和μ 鎓原子中的电子之间的电磁相互作用。其他未知相互作用的贡献可以在精密实验中进行研究，例如通过寻找μ介子-反μ介子转换和测量μ介子磁异常。
1998-05-14 hep-ex
Precision W-boson and top-quark mass determinations at a muon collider
精确测定$W$玻色子和顶夸克的质量可以严格检验标准模型（SM）的辐射结构，或者为新物理学提供证据。我们分析了在μ子对撞机上测量$W^+W^-$和$t\bar t$阈值区的$M_W$和$m_t$的良好前景。在积分光度为10（100）fb $^{-1}$的情况下，只要理解理论和实验系统学，就可以测量到20（6）MeV的$W$玻色子质量和200（70）MeV的顶夸克质量。对于固定的$M_W$，测量$Δm_t=200$ MeV将把100 GeV的SM希格斯质量限制在大约$\pm 2$ GeV之内，而对于固定的$m_t$，测量$ΔM_W=6$ MeV将把$m_h$限制在大约$\pm 10$ GeV之内。
1997-02-14 hep-ex hep-ph
Diagnostic Systems in the Muon $g-2$ experiment at Fermilab
本文介绍费米实验室缪子 g-2 实验中用于控制系统误差、监测注入束流品质及探测器磁场与增益的诊断设备与技术，以支撑其 0.14 ppm 的最终精度目标。
2025-03-12 hep-ex physics.ins-det
The Status and Prospects of the Muon $g-2$ Experiment at Fermilab
费米实验室的E989 μ子$g-2$实验旨在测量μ子磁异常$a_μ$，达到前所未有的140 ppb精度，比布鲁克海文国家实验室目前最好的测量提高了四倍。布鲁克海文测量的$a_μ$与使用标准模型预测的理论值之间存在大于3个标准差的差异。费米实验室的实验试图解决或证实这种差异，这暗示了新的物理相互作用。为了达到E989目标精度，磁储存环中μ子的异常进动频率必须以低于70 ppb的系统不确定度确定，并且这些储存μ子所经历的平均磁场必须同样清楚。μ子的反常进动频率是由24个电磁量能器观测到的衰变正电子随时间变化的能量分布所决定的。一套脉冲核磁共振探针持续监测磁场。本文介绍了费米实验室实验的现状，同时强调了对2018年运行1数据集的持续分析以及使其复杂化的系统效应。
2019-05-13 hep-ex physics.ins-det
A Precision Measurement of the Muon Decay Parameters $ρ$ and $δ$
TWIST合作对描述μ子衰变的两个参数进行了新的测量：$ρ$，它控制着整个动量谱的形状，以及$δ$，它控制着宇称违反衰变不对称性的动量依赖性。该分析给出了结果$ρ=0.75014\pm 0.00017(\text{stat})\pm 0.00044(\text{syst})\pm 0.00011(η)$，其中最后的不确定性来自$ρ$与衰变参数$η$和$δ= 0.75067\pm 0.00030(\text{stat})\pm 0.00067(\text{syst})$之间的相关性。这与粒子物理学标准模型中两个参数的3/4值一致，并且比TWIST先前公布的测量结果精确两倍。一个新的全球分析所有可用的μ子衰变数据，将这些结果。改进的下限和上限的衰减参数$P_μ^πξ$的$0.99524 < P_μ^πξ\leq ξ< 1.00091$在90%的置信度确定，其中$P_μ^π$是极化的μ子时，它是在π衰变过程中创建的，和$ξ$管理μ子衰变的不对称性。这些结果设置新的模型无关的约束可能的弱相互作用的右手粒子。左右对称模型的具体影响进行了讨论。
2008-07-16 hep-ex nucl-ex
Precision Measurement of the Hadronic Contribution to the Muon Anomalous Magnetic Moment
本文报道了用初态辐射（ISR）方法精确测量质量范围为$0.30<M_{ππ}<1.00$ GeV的$e^+e^-\toπ^+π^-$反应截面的结果。在$e^+e^-$质心能量为3.77 GeV时，$^{-1}$反应截面为817 pb;在$e^+e^-$质心能量为4.17 GeV时，$^{-1}$反应截面为586 pb。在康奈尔大学的CESR $e^+e^-$对撞机上用CLEO-c探测器收集。对于过程$e^+e^-\toπ^+π^-$，在$0.30<M_{ππ}<1.00$ GeV范围内的积分截面以$0.7\%$的统计不确定度和$1.5\%$的系统不确定度来确定。在$M_{ππ}=0.30$ ~ 1.00 GeV的范围内，用这些测量的$e^+e^-\toπ^+π^-$截面计算的μ子反常磁矩的首阶强子贡献为$(500.4\pm3.6 (\mathrm{stat})\pm 7.5(\mathrm{syst}))\times10^{-10}$ .
2017-12-12 hep-ex
Precision measurement of ocean tides using cosmic-ray muons
Chung-Ang University（中央大学）
本研究利用宇宙射线缪子在水下隧道中监测海水覆盖层随潮汐的变化，通过缪子成像定量分辨米级覆盖层变化，为动态自然系统监测提供新方法。
2026-10-06 astro-ph.IM hep-ex
The Muonic Portal to Vector Dark Matter:connecting precision muon physics, cosmology, and colliders
University of Southampton（南安普顿大学）；Rutherford Appleton Laboratory（卢瑟福·阿普顿实验室）；Università della Calabria（卡拉布里亚大学）；INFN, Gruppo Collegato di Cosenza（意大利国家核物理研究所，科森扎协作组）；Khon Kaen University（孔敬大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文研究了μ子通道与矢量暗物质的连接，通过高精度μ子物理、宇宙学和对撞机的结合，探讨了暗物质 relic abundance 的观测以及μ子异常磁矩 (g-2)_μ 的实验确定，提出了一个通用的非共振速度抑制机制，允许轻量矢量暗物质逃避严格的CMB约束，并通过五维参数扫描结合宇宙学、对撞机和高精度约束，确定了非零新物理贡献到(g-2)_μ 的场景中，子GeV暗物质在标量共振附近，具有暗规范耦合g_D ~ 10^{-3} 和TeV尺度的矢量μ子，同时允许标准模型-like (g-2)_μ 的场景中，暗物质质量范围从子GeV到多TeV。
2026-05-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Muon $g$$-$2: correlation-induced uncertainties in precision data combinations
University College London（伦敦大学学院）；International University of Health and Welfare（国际医疗福祉大学）；University of Liverpool（利物浦大学）
本文提出一个量化数据组合中系统相关性不确定性的框架，应用于e+e-→hadrons截面数据，发现系统相关性不确定性和对μ子磁偶极子矩贡献的不确定性有影响。
2026-04-27 hep-ex hep-ph
Muon beams towards muonium physics: progress and prospects
Sun Yat-sen University（中山大学）
加速器技术进步提升了muon束质量，推动muon和muonium研究，为基本常数测量和新物理探索提供新途径，同时高强极化muon束有助于材料科学中的原子级动态研究。
2026-05-15 cond-mat.mtrl-sci hep-ex physics.acc-ph
