The Muon $g\textrm{-}2$ Experiment (E989) at Fermilab has a goal of measuring the muon anomaly ($a_μ$) with unprecedented precision using positive muons. This measurement is motivated by the difference between the previous Brookhaven $a_μ$ measurement and Standard Model prediction exceeding three standard deviations, which hints at the possibility of physics beyond the Standard Model. Muons are circulated in a storage ring, and the measurement requires a precise determination of the muon anomalous precession frequency (spin precession relative to momentum) from the resulting decay positron time and energy measurements collected with calorimeters. The average magnetic field seen by the muons needs to be known with high precision, and so the storage ring magnetic field is shimmed to be very uniform and is continually monitored with nuclear magnetic resonance (NMR) probes. Detailed Muon Campus beamline and muon storage ring simulations are also required for quantifying beam dynamics and spin-related systematic effects in the determination of the muon anomalous precession frequency, e.g. muon losses during the measurement window. At the time of the conference, the experiment has recently commenced Run-3, and the release of Run-1 physics results is planned for 2020.
Enabling Intensity and Energy Frontier Science with a Muon Accelerator Facility in the U.S.: A White Paper Submitted to the 2013 U.S. Community Summer Study of the Division of Particles and Fields of the American Physical Society
Review of Muon-Proton Collider Proposals: Main Parameters
与能量前沿pp对撞机相切的未来μ子对撞机(或专用μ环)的建设将提供机会,以$10^{33}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$($10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$)数量级的光度实现多TeV质心能量的μ-p碰撞。显然,这样的对撞机将从根本上扩大相应的μ子和强子对撞机的物理搜索潜力的SM(特别是澄清QCD基础)和BSM现象。本文评述了目前提出的μ-p对撞机的主要参数。
Critical problems of energy frontier Muon Colliders: optics, magnets and radiation
本白皮书汇集了我们以前对μ子对撞机(MC)的研究,并提出了6 TeV MC光学器件,超导(SC)磁体的设计概念,以及对保护系统的初步分析,以减少磁体辐射负载以及探测器中的粒子背景。SC磁体和探测器保护考虑对晶格选择施加了严格的限制,因此对撞机光学系统、磁体和机器探测器接口(MDI)的设计紧密交织在一起。作为一个第一近似,我们使用的相互作用区域(IR)的设计与β星=3毫米,而对于弧,我们重新缩放的3 TeV MC的弧细胞设计。传统的cos-theta线圈的几何形状和Nb 3Sn超导体被用来提供场图的分析和优化的电弧晶格和IR设计,以及研究的束流动力学和磁铁的辐射防护。将需要线圈中的应力管理以避免脆性SC线圈的大的退化或甚至损坏。在假设的IR设计中,靠近相互作用点(IP)的偶极子和每个IR中的钨掩模(以保护磁体)有助于减少检测器中的背景粒子通量。在探测器螺线管场的辅助下,距离IP 6至600 cm区域内的钨喷嘴捕获了靠近IP产生的大部分衰变电子以及IP中产生的大部分非相干电子-正电子对。在MDI区域使用先进的钨、铁、混凝土和硼化聚乙烯屏蔽,可以实现本底负荷的三个数量级以上的总减少。
The future prospects of muon colliders and neutrino factories
描述了μ子束在高能物理应用中的潜力以及产生高质量μ子束的挑战。两种建议的方法提供高强度μ子束,质子驱动源和正电子驱动源,进行了描述和比较。质子驱动器的概念是基于μ子加速器计划(MAP)的研究。MAP的工作重点是提供基于μ子的设施的路径,从中微子工厂到μ子对撞机,可以跨越强度和能量前沿的研究需求。低发射度μ子加速器(LEMMA)的概念,它使用正电子驱动的源,提供了一个有吸引力的路径非常高的能量轻子对撞机与改进的粒子背景。最近的研究,14 TeV μ子对撞机在大型强子对撞机隧道,它可以利用现有的欧洲核子研究中心的注入器和基础设施,并提供物理达到相当于100 TeV的FCC-hh,在较低的成本和更清洁的物理条件,也进行了讨论。目前的设计和R&D的努力,对这些来源的状态进行了描述。还介绍了为每个概念建立设施路径所需的重要研发摘要。