The First Measurement of the Muon Anomalous Magnetic Moment from the Fermilab Muon $g-2$ Collaboration
本文将介绍费米实验室Muon g-2实验背后的物理和方法，以及期待已久的Run-1结果。进行该实验是为了解决标准模型和布鲁克海文国家实验室先前测量结果之间的矛盾。μ子磁异常的测量值为$a_μ(FNAL)=116592040(54)\times10^{-11}$。这一结果与Brookhaven先前的测量结果非常一致。新的世界平均值$a_μ(Exp)=116592061(41)\times10^{-11}$与标准模型（SM）的理论值$a_μ(SM)=116591810(43)\times10^{-11}$相差4.2个标准差，强烈暗示物理学超越了标准模型。该实验要求同时测量μ子的进动频率、磁场以及μ子在磁场中的分布。所有这三个测量将讨论的背景下，随着主要的系统校正和不确定性。
2022-02-22 hep-ex physics.ins-det
Experiences from the Commissioning and First Physics Run of the Fermilab Muon g-2 Experiment
费米实验室的μ子g-2实验（E989）正在寻求测量μ子的异常磁矩（$a_μ$），精度为140 ppb，旨在解决E821测量与标准模型计算$a_μ$之间的差异。在E989中，μ子束被存储在环形磁铁中。反常自旋进动频率$ω_{a}$通过在24量能计中计数衰变正电子来测量，磁场通过核磁共振（NMR）探针来测量。在这个实验中的改进，其前身和在调试运行和第一次物理运行，运行-1，所取得的进展。
2018-10-08 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
Muon precession from the aspect of Dirac equations
本文通过直接求解狄拉克方程波函数，计算了含反常磁矩和量子修正的μ子进动频率，并微扰分析了最低非平凡阶洛伦兹破缺项对反常进动的影响。
2023-09-17 hep-ex hep-ph
Measurement of the muon magnetic anomaly $a_μ$ in the Muon $g-2$ experiment at Fermilab
费米实验室 Muon $g-2$ 实验高精度测量 μ 子反常磁矩，首批结果结合先前数据与理论预测产生 4.2σ 差异，证实了实验与 Standard Model 间的长期偏差。
2023-11-21 hep-ex physics.ins-det
Magnetic Field Analysis for Fermilab Muon $g-2$
费米实验室的μ子g-2实验E989测量了μ子$a_μ$的异常磁矩，与布鲁克海文（E821）实验相比，精度更高。布鲁克海文的结果与标准模型的张力超过了$3σ$。$a_μ$的确定需要测量μ子异常频率$ω_a$和磁场，$\mathbf{B}$将μ子限制在储存环中。通过一组协调的核磁共振（NMR）测量来监测磁场。位于存储区上方和下方固定位置的NMR探头持续监测磁场。配备有17个NMR探针的真空推车绘制了μ子存储区域，一个特殊的水基NMR探针为推车探针提供了校准。本演示文稿的重点是结合固定探头测量和推车地图的时间相关的字段地图的确定。场图与μ子分布相结合，以导出测量期间μ子观察到的平均场。这些程序将涵盖从第一次数据运行开始的分析。
2022-02-22 hep-ex physics.ins-det
The Muon $g-2$ experiment at Fermilab
目前的$\sim3.5σ$之间的实验测量和理论预测的μ子磁异常，$a_μ$的差异，作为一个潜在的迹象，存在新的物理。费米实验室的μ子$g-2$实验被设置为测量$a_μ$，相对于先前的实验，不确定性提高了四倍，目的是确定$g-2$差异是否已经建立。该实验最近完成了第一次物理运行和夏季基本升级计划，然后继续进行实验计划。预计仅运行1数据的统计不确定性为350 ppb，预计第一个结果将于2019年底公布。
2019-05-03 hep-ex hep-ph
The New Muon g-2 experiment at Fermilab
标准模型对μ介子g-2的预测与布鲁克海文E821实验测量的值之间存在长期的差异。目前的差异约为三个标准差，实验和理论之间的准确度相当。费米实验室和J-PARC的两项新提议计划将实验不确定性提高4倍，预计标准模型预测的不确定性将大大降低。我将回顾费米实验室E989计划实验的现状，该实验将分析比BNL实验多21倍的μ子，并讨论如何将系统不确定性降低3倍，从而实现0.14 ppm的精度。
2014-11-10 hep-ex physics.ins-det
Status of the Fermilab Muon (g-2) Experiment
费米实验室的新μ子$(g-2)$合作组提出测量μ子的反常磁矩$a_μ$，比布鲁克海文AGS的E821实验好四倍，后者获得了$a_μ= [116 592 089 (63)] \times 10^{-11}$ $\pm 0.54$ ppm。$a_μ$的最后一位数字与公布的数值不同，这是因为μ子与质子的磁矩之比有了新的数值。目前，当用电子正电子湮没数据来确定标准模型贡献的最低阶强子部分时，标准模型值和测量值之间似乎存在$\simeq 3$标准偏差水平的差异。改进的实验，以及在确定强子贡献方面的进一步进展，应该澄清这种差异。由于它有能力限制对LHC发现的解释，无论LHC有什么发现，改进后的测量都将具有重要价值。
2010-01-20 hep-ex
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
The Advanced Muon Facility: a proposed multi-purpose muon facility at Fermilab
本文介绍费米实验室拟议的多用途先进缪子设施（AMF），通过缪子储存环实现超越当前数量级的带电轻子味破坏实验，并详述其动机、研发进展及与缪子对撞机的协同效应。
2025-01-26 hep-ex physics.ins-det
The Fermilab Muon $g-2$ straw tracking detectors, internal tracker alignment, and the muon EDM measurement
$g-2$实验在2019年3月至7月期间成功完成了第二次数据采集期（运行2），目前正在进行运行1和运行2数据的分析。实验的最终目标是确定μ子磁异常，$a_μ=\frac{g-2}{2}$，精度为140 ppb。真空吸管跟踪探测器是通过测量μ子束剖面来降低$a_μ$系统不确定性的关键。获得光束轮廓的精确分布的一个关键先决条件是跟踪器的内部对准，这在这里描述，以及由此产生的光束分布。本文还讨论了将使用跟踪器进行的额外测量：对μ子的电偶极矩（EDM）设置新的限制，产生世界领先的测量。
2019-10-01 hep-ex physics.ins-det
A Study of Muon Neutrino Disappearance Using the Fermilab Main Injector Neutrino Beam
本文报道了用主注入中微子振荡搜索方法寻找μ介子-中微子消失的结果。该实验使用两个相距734公里的探测器，在费米国家加速器实验室的主注入器设施中观察中微子产生的中微子束。这些数据是在束流操作的前282天收集的，对应于靶上1.27e20质子的暴露。根据近探测器的测量，在没有中微子振荡的情况下，我们预计在远探测器上会有336 +/- 14 μ介子-中微子带电电流相互作用，但实际上观测到了215。事件的这种缺陷对应于5.2标准差的显著性。这种亏损与能量有关，并且符合双味中微子振荡，即在68%的置信水平下，Δ m平方= 2.74 e-3 + 0.44/-0.26 e-3 eV^2，sin ^2（2 θ）> 0.87。
2007-11-05 hep-ex
The fast non-ferric kicker system for the Muon $g-2$ Experiment at Fermilab
我们描述的安装，调试，和新的注入喷射系统的特性在μ子$g-2$实验（E989）在费米实验室，这使得μ子磁异常的精确测量。三个Blumlein脉冲器驱动每个1.27米长的非铁冲击磁铁，这些磁铁位于受到1.45 T磁场的储存环真空（SRV）中。新系统相对于μ子$g-2$的前一个实验进行了重新设计，我们在这篇手稿中介绍了这些细节。
2021-07-03 hep-ex physics.ins-det
Testing CPT and Lorentz Invariance with the Anomalous Spin Precession of the Muon
本文讨论了CPT和洛伦兹不变性的测试数据从μ子g-2实验在布鲁克海文国家实验室。根据Kostelecky等人对标准模型的扩展，拉格朗日量中的CPT/Lorentz破坏项引起磁场中μ子反常频率ω_a的移动。这种变化被预测为正负μ子是不同的，并与地球的恒星频率振荡。本文讨论了g-2实验对这种标准模型扩展的不同参数的敏感性，并提出了一种分析方法来寻找ω a的恒星变化。
2001-10-19 hep-ex
The muon $g$-$2$ experiment at Fermilab
费米国家加速器实验室将于2017年开始对μ子的异常磁矩$a_μ \equiv (g-2)/2$进行新的测量。在布鲁克海文国家实验室（BNL）进行并于2001年完成的最新测量结果显示，与$a_μ$的标准模型值存在3.5个标准差。新的测量将使用升级的磁体、探测器和储存环系统累积21倍的BNL统计数据，使$a_μ$的测量值达到140 ppb，比以前的测量值提高了4倍。这种精度的提高，再加上我们最近对QCD对μ子$g$ - $2$的贡献的理解的提高，如果中心值与BNL实验测量的值相同，那么与标准模型的偏差可能大于7 $σ$，这将是新物理学的明确指示。
2017-12-30 hep-ex physics.ins-det
Semi-secretly interacting ALP as an explanation of Fermilab muon $g-2$ measurement
十多年来，μ子反常磁矩测量一直是一个暗示物理学超越标准模型（BSM）的长期反常现象。最近宣布的结果从μ子$g-2$合作，对应于3.3 $σ$偏离标准模型值（4.2 $σ$与以前的测量相结合）正在加强需要新的物理耦合到μ子。在这封信中，我们提出了一个新的方案，其中标准模型（SM）是由类轴子粒子（ALP）和矢量类费米子增强。我们发现，这样的模型承认一个很好的解释最近μ子$g-2$测量通过量子过程具有ALP与μ子和新引入的费米子相互作用。以前提出的解释与ALP利用光子和/或SM费米子的相互作用。因此，在这封信中，我们补充和扩展了这种情况。我们还讨论了对撞机的前景模型，以及ALP是长寿或稳定的暗物质（DM）的候选人的可能性。
2021-07-23 hep-ex hep-ph
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
Muon g-2 reconstruction and analysis framework for the muon anomalous precession frequency
费米实验室的μ子g-2实验旨在测量μ子异常磁矩达到前所未有的140 ppb水平，已于2017年夏季开始进行光束和探测器调试。为了处理预计将达到数十PB的传入数据，基于Fermilab的\textit{art}事件处理框架开发了一个强大的数据重建和分析链。在这里，我报告的框架，连同其新颖的功能，如多线程算法的在线数据质量监控（DQM）和快速周转操作（近线）的当前状态。性能的框架在调试运行过程中也进行了讨论。
2017-10-21 hep-ex physics.ins-det
M$^3$: A New Muon Missing Momentum Experiment to Probe $(g-2)_μ$ and Dark Matter at Fermilab
新的轻的弱耦合粒子通常被用来解决$(g-2)_μ$中持续的$\sim 4σ$异常，并作为暗物质和可见物质之间的媒介。如果这样的粒子主要耦合到更重的世代，并以不可见的方式衰变，那么现有的实验技术就无法获得它们最好的参数空间。在本文中，我们提出了一种新的固定目标，丢失的动量搜索策略，探测不可见的衰变粒子，优先耦合到μ子。在我们的装置中，相对论μ子束撞击厚的有源靶。该信号由这样的事件组成：μ子在目标内部失去了大部分入射动量，而不会在下游否决系统中引发任何可检测到的电磁或强子活动。我们提出了一个两阶段的实验，M $^3$（μ子丢失的动量），基于费米实验室。第一阶段的目标是$\sim 10^{10}$ μ子，可以测试剩余的参数空间，在这些参数空间中，光不可见衰变粒子可以解决$(g-2)_μ$异常，而第二阶段的目标是$\sim 10^{13}$ μ子，可以测试大部分预测参数空间，在这些参数空间中，亚GeV暗物质通过亲μ子力实现冻结，包括规范的$U(1)_{L_μ- L_τ}$。
2018-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
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
A New Charged Lepton Flavor Violation Program at Fermilab
μ介子在建立粒子物理学的标准模型中扮演了核心角色，并继续提供有关新物理学性质的有价值信息。费米实验室的一个新的综合设施，先进的μ子设施，将通过充分利用PIP-II和助推器升级的潜力，提供世界上最强烈的正负μ子束。该设施将使一个广泛的μ子物理学计划，包括带电轻子味违反，μ子-反μ子跃迁，存储环μ子EDM实验和μ子自旋旋转实验的研究。本文描述了一个阶段性的实现这个复杂的，连同一系列的下一代实验，以寻找带电轻子味违反。
2022-03-15 hep-ex
The Mu2e experiment at Fermilab
Mu 2 e实验是在原子核场中寻找无中微子的μ子到电子的转换过程，这是一个带电轻子味违反过程。实验的目标是达到2.8 x 10^{-17}的单粒子灵敏度，将μ子转换率的上限设定为6.7 x 10^{-17}。这对应于相对于现有限制的四个数量级的改进。
2016-06-16 hep-ex physics.ins-det
Run 2/3 measurement of the muon anomalous magnetic moment by the Muon g-2 experiment at Fermilab
费米实验室 Muon g-2 实验利用 Run 2/3 数据测量 μ 子反常磁矩，将不确定度降至 0.20 ppm，统计和系统误差均改善一倍，并探讨了与标准模型预测的比较意义。
2025-06-26 hep-ex physics.ins-det
The muon g-2 experiment at Fermilab
费米国家加速器实验室将于2017年开始对μ子的异常磁矩$a_μ \equiv (g-2)/2$进行新的测量。布鲁克海文国家实验室于2001年完成的最新测量显示，与标准模型预测的$a_μ$存在3.5个标准差。使用升级的探测和储存环系统，新的测量将积累21倍的统计数据，使$a_μ$的测量值达到140 ppb，比以前的测量值提高了4倍。这种精确度的提高，再加上最近和正在进行的对QCD对$a_μ$贡献的评估的改进，如果实验和理论之间的差异得到证实，可能会提供与标准模型7.5的$σ$差异，这可能是新物理学的一个迹象。
2016-11-15 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Calibrating the energy of a 50 X 50 GeV muon collider using spin precession
在标准模型的最小超对称扩展的各种方案中，中性希格斯玻色子的质量预计在90-150 GeV之间。第一代μ子对撞机特别适合于研究希格斯玻色子的质量、宽度和衰变模式，因为希格斯玻色子与μ子的耦合预计足够强，足以在μ子对撞机中以s通道模式产生。由于希格斯玻色子的宽度很窄，有必要测量和控制单个μ子束的能量，精度达到百万分之几。我们调查的可行性，确定的能量尺度的μ子对撞机环与循环μ子束的50 GeV的能量通过测量由衰变的μ子产生的电子沉积的能量的轮流变化。这种变化是由μ子束的平均初始偏振和μ子的g-2的非零值的存在引起的。我们证明，它是可行的，以确定机器的能量尺度与此方法的百万分之几使用在1000转收集的数据。
1998-01-06 hep-ex
Search for Lorentz and CPT Violation Effects in Muon Spin Precession
分析了储存在$(g-2)$储存环中的μ子的自旋进动频率，以寻找Lorentz和CPT破坏的证据。两个洛伦兹和CPT违反签名搜索：一个非零$Δω_{a}$（= $ω_{a}^{μ^{+}}-ω_{a}^{μ^{-}}$）和恒星变化的$ω_{a}^{μ^{\pm}}$。没有发现显著的影响，并获得了以下标准模型扩展参数的限值：$b_{Z} =-(1.0 \pm 1.1)\times 10^{-23}$ GeV; $(m_μd_{Z0}+H_{XY}) = (1.8 \pm 6.0 \times 10^{-23})$ GeV;以及95%置信水平限值$\check{b}_{\perp}^{μ^{+}}< 1.4 \times 10^{-24}$ GeV和$\check{b}_{\perp}^{μ^{-}} < 2.6 \times 10^{-24}$ GeV。
2008-01-17 hep-ex hep-ph
Data Acquisition for the New Muon $g$-$2$ Experiment at Fermilab
费米国家加速器实验室将对μ子的反常磁矩$a_μ \equiv (g-2)/2$进行新的测量。布鲁克海文国家实验室于2001年完成的最新测量显示，与标准模型预测的$a_μ$有3.3-3.6个标准差。新的测量将累积这些统计数据的21倍，测量$a_μ$至140 ppb，并将不确定性降低4倍。该实验的数据采集系统必须能够以每秒18 GB的原始数据速率记录700 $μ$ s μ子溢出的无死区记录。将使用基于$μ$ TCA的1296个通道的800 MSPS、12位波形数字化仪收集数据，并在具有24个GPU并行工作的联网商品处理器的分层阵列中进行处理，以在泄漏期间执行检测器信号的快速记录和处理。该系统将使用MIDAS数据采集软件包进行控制。所述数据采集系统目前正在建设中，并将在2017年实验开始前全面投入使用。
2015-11-02 hep-ex physics.ins-det
The Mu2e experiment at Fermilab: a search for lepton flavor violation
费米实验室的μ 2 e实验将研究铝核场中无中微子$μ\to e$相干转换的带电轻子味破坏过程。大约$7 \cdot 10^{17}$ μ子，由费米实验室正在建设的专用μ子束线提供，将在3年内停止在铝靶中。相应的单事件敏感度为$2.5\cdot 10^{-17}$。在本文中，简要概述了物理探索的$μ\to e$转换，其次是描述的Mu2e实验装置和预期的探测器性能。
2017-05-19 hep-ex physics.ins-det
The laser-based gain monitoring system of the calorimeters in the Muon $g-2$ experiment at Fermilab
μ子$g-2$实验，E989，目前正在费米实验室获取数据，目的是将μ子异常的实验误差减少四倍，并可能澄清目前与理论预测的差异。这种四倍精度改进的核心组成部分是量热计的激光校准系统，该系统必须以0.04%的短期精度（$\sim 1\,$ ms）监测光电传感器的增益变化。这比粒子物理量热计的校准要好一个数量级。该系统设计用于监测长期增益变化，主要是由于温度影响，精度低于千分之一水平。本文综述了μ子$g-2$激光校准系统的设计、实现和性能，展示了如何满足实验要求。
2019-11-28 hep-ex physics.ins-det
Status of the Fermilab (g-2) experiment
费米实验室即将进行的μ子（g-2）实验将测量μ子的异常磁矩，相对精度为140 ppb，比BNL之前的实验高4倍。新实验的动机是实验值和标准模型预测值之间持续存在3-4个标准差，它将具有必要的统计敏感性，以驳斥该说法或以超过发现阈值的置信水平证实该说法。该实验正在建设中，计划于2017年初开始运行。
2015-04-06 hep-ex physics.ins-det
Anomalous spin precession systematic effects in the search for a muon EDM using the frozen-spin technique
本研究针对PSI利用冻结自旋技术搜寻缪子电偶极矩的实验，提出定量评估系统效应的方法，通过解析推导与数值模拟分析自旋运动，并计算贝里相位，以提升灵敏度至6×10^-23 e·cm。
2023-11-17 hep-ex
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 Measurement of the Muon's Anomalous Magnetic Moment Isn't
最近公布的测量μ子反常磁矩的结果实际上是测量μ子反常自旋进动频率。这个进动频率接收来自μ子的反常磁矩和电偶极矩的贡献。我们注意到，所有现有的数据都不能解决这种模糊性，目前与标准模型预测的偏差同样可以被解释为μ子异常磁矩中新物理的证据，μ子电偶极矩中新物理的证据，或者两者兼而有之。
2003-01-20 hep-ex hep-ph
The Straw Tracking Detector for the Fermilab Muon $g-2$ Experiment
费米实验室的μ子$g-2$实验使用气态吸管跟踪探测器对存储的μ子束轮廓进行详细测量，这对于实验实现其不确定性目标至关重要。μ介子衰变产生的正电子螺旋向内，并在撞击电磁量能器之前通过跟踪探测器。因此，跟踪检测器位于真空室内的磁场大且不均匀的区域中。因此，跟踪检测器必须具有低泄漏率以保持高质量的真空，必须是非磁性的以便不干扰磁场，并且为了使能量损失最小化，必须具有低辐射长度。跟踪探测器的性能达到或超过了设计要求，具有足够的电子噪声水平，平均吸管命中分辨率为$(110 \pm 20) \,μ$ m，探测效率为97%或更高，并且没有性能下降或老化迹象。跟踪探测器的测量结果导致了对μ子束运动的无法实现的理解，特别是在实验测量期间的早期，当有大量μ子衰变时。这对实验的统计能力至关重要，也有助于精确提取几个系统校正和不确定性。本文介绍了跟踪探测器的设计、结构、测试、调试和性能。
2022-02-24 hep-ex physics.ins-det
Toward the Frontiers of Particle Physics With the Muon $g\textrm{-}2$ Experiment
费米实验室的μ子$g\textrm{-}2$实验（E989）的目标是使用正μ子以前所未有的精度测量μ子异常（$a_μ$）。这一测量的动机是先前布鲁克海文$a_μ$测量和标准模型预测之间的差异超过三个标准差，这暗示了物理学超越标准模型的可能性。μ子在储存环中循环，测量需要从用量热计收集的衰变正电子时间和能量测量中精确确定μ子异常进动频率（自旋进动相对于动量）。需要以高精度知道μ子所看到的平均磁场，因此存储环磁场被调整为非常均匀，并且用核磁共振（NMR）探针持续监测。在确定μ子异常岁差频率（例如测量窗口期间的μ子损失）时，还需要详细的μ子Campus束线和μ子存储环模拟来量化束流动力学和自旋相关的系统效应。在会议召开时，该实验最近开始了Run-3，并计划在2020年发布Run-1物理结果。
2020-09-24 hep-ex physics.acc-ph
Ion Chamber Arrays for the Numi Beam at Fermilab
主注入器（NuMI）光束线处的中微子将通过将一束介子聚焦到一个长的真空衰变体积中来提供强烈的μ介子中微子束。我们已经建立了4个阵列的电离室监测中微子束的方向和质量。该阵列位于衰变体下游的4个站点，并测量介子衰变中伴随中微子产生的剩余强子束和第三μ子。
2005-06-26 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Design considerations for the cosmic-ray-veto system of the Mu2e experiment at Fermilab
自从发现μ介子以来，粒子物理学家已经进行了一系列旨在测量带电轻子相互作用中味道破坏的实验。到目前为止，没有发现这种违反行为。费米实验室的Mu 2 e实验将在存在灵敏度超过电流极限四个数量级的原子核的情况下，寻找带电轻子味违反相干μ子到电子转换过程。实验将具有约$2.5\times10^{-17}$的单事件灵敏度，同时将总背景限制为小于0.5个事件。一个潜在的背景是由于宇宙射线μ介子产生的电子与Mu 2 e装置内的信号无法区分。Mu 2 e实验的宇宙射线否决系统的任务是在高强度环境中高效否决宇宙射线诱导的背景，而不会引起显著的死区时间。本说明将讨论与影响宇宙射线否决系统设计的高辐射环境有关的挑战。
2013-10-04 hep-ex physics.ins-det
Implications of the muon anomalous magnetic moment for the LHC and MUonE
我们考虑了μ子$a_μ$的反常磁矩，根据费米实验室和BNL最近的测量结果，它与标准模型的预期有很大的偏差。我们专注于标准模型有效场论（SMEFT），旨在为即将到来的LHC运行和未来的实验，如MUonE确定途径。为此，我们包括辐射效应的$a_μ$在SMEFT连接μ子异常潜在的有趣的搜索在大型强子对撞机，特别是希格斯衰变成μ子对和这样的衰变与解决光子。我们的研究表明，类似于标准模型的具体UV扩展的结果，Fermilab/BNL的结果可以表明EFT框架内的强耦合和$a_μ$是越来越敏感的一个单一的运营商方向的高规模UV完成。在这种情况下，预期的未来实验改进之间存在一些互补性，但要匹配最近$a_μ$测量提供的精度，存在相当大的统计挑战。
2022-10-27 hep-ex hep-ph
Measurement of the W Boson Mass with the Collider Detector at Fermilab
我们提出了一个测量的W玻色子质量使用CDF探测器收集的数据在1994-95年的对撞机运行在费米实验室Tevatron。在积分亮度为84 pb^（-1）的条件下，对一个记录了30,115 W -> enu事件的样品的横向质谱进行拟合，得到质量Mw = 80.473 +- 0.065（stat.）+- 0.092（系统）GeV/c^2。对80 pb^（-1）的14，740 W -> munu事件的样品的横向质谱进行拟合，得到质量Mw = 80.465 +- 0.100（stat）。+- 0.103（系统）GeV/c^2。对系统不确定性的主要贡献是电子能量标度和μ子动量标度的不确定性，分别为0.075 GeV/c^2和0.085 GeV/c^2。电子和μ子通道的组合值为Mw = 80.470 +- 0.089 GeV/c^2。结合先前发表的CDF测量结果，我们得到Mw = 80.433 +- 0.079 GeV/c^2。
2001-03-13 hep-ex
Searching for axion forces with precision precession in storage rings
本研究提出将储存环作为轴子介导的单极-偶极力的精密探针，指出质子、μ子和电子偶极矩测量实验可探索轴子参数空间新区域，并提出轻轴子可解释$(g-2)_μ$反常的环境效应机制。
2023-06-29 hep-ex hep-ph
Status of the Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC
University of Liverpool（利物浦大学）
日本质子加速器中心通过新型技术提升穆子磁异常测量精度，为存储环方法提供交叉验证
2025-12-23 hep-ex hep-ph
Next Generation Muon g-2 Experiments
我报告的进展，两个新的μ子异常磁矩实验，这是在先进的设计和建设阶段。Fermilab E989的目标是将Brookhaven E821的$a_μ$的实验不确定度降低4倍;即$δa_μ\sim 16 \times 10^{-11}$，相对不确定度为140 ppb。该方法遵循BNL使用的相同的魔动量储存环概念，并且以前在CERN开创，但μ子束制备，储存环内部硬件，现场测量设备以及探测器和电子系统都是新的或显著升级的。相比之下，J-PARC E34将采用一种新的方法，该方法基于将超冷、低能量的μ子束注入到一个小但高度均匀的磁体中。它只需要一个很小的磁聚焦场就能维持存储，这一点使它区别于欧洲核子研究中心、英国国家实验室和费米实验室。E34的目标是在其第1阶段安装中大致匹配以前的BNL精度。
2015-12-03 hep-ex physics.ins-det
A Panel Prototype for the Mu2e Straw Tube Tracker at Fermilab
Mu2e实验将在铝核的库仑场中寻找μ子到电子的相干、无中微子转换，其灵敏度比以前的实验高出四个数量级。这个过程的特征是一个能量几乎等于μ子质量的电子。Mu2e依赖于对出射电子动量的精确（0.1%）测量，以将信号与背景分离。为了实现这一目标，Mu2e选择了一种质量非常低的吸管跟踪器，由20，736根直径为5 mm（15 $μ$ m）的薄壁Mylar吸管制成，在张力下保持，以避免在有效体积内需要支撑，并布置在约3 m长x 0.7 m半径的圆柱体中，在真空和1 T磁场中运行。96个吸管组被组装成模块，称为面板。我们提出了原型和组装程序的Mu2e跟踪器面板建立在费米实验室
2017-10-10 hep-ex physics.ins-det
The Mu2e Experiment at Fermilab
Mu 2 e合作提出了一个实验，以寻找在原子核的库仑场中μ子到电子的相干，无中微子转换，预期灵敏度为$R_{μe}<6.0\times 10^{-17}$，置信水平为90%。Mu 2 e已获得美国能源部的CD-0批准。如果所有资源都能按要求提供，实验最早可以在2018年开始收集数据。
2011-12-01 hep-ex
Experimental measurement of muon (g-2)
布鲁克海文国家实验室的μ子（g-2）实验已经测量到正μ子的反常磁矩，精度为0. 7 ppm。本文介绍了这一结果，集中在一些重要的实验中出现的问题，从数据中提取的异常进动频率。
2003-05-16 hep-ex
Search for Neutral Heavy Leptons in the NuTeV Experiment at Fermilab
费米实验室NuTeV实验中寻找中性重轻子的初步结果。1996-1997年运行的升级的NuTeV中微子探测器包括一个用于NHL搜索的仪器化衰变区，与NuTeV量热计相结合，允许在几种衰变模式（mu-mu-nu，mu-e-nu，mu-pi，e-pi和e-e-nu）下进行探测。在我们目前的搜索中，我们没有看到中性重轻子在0.3 GeV到2.0 GeV的质量范围内衰变到含有μ子的最终状态的证据。
1998-11-23 hep-ex
nuSTORM - Neutrinos from STORed Muons: Proposal to the Fermilab PAC
nuSTORM设施的设计目的是从储存的μ子束衰变中提供电子中微子和μ子中微子（及其反粒子）束，其中心动量为3.8 GeV/c，动量接受度为10%。该设施是独一无二的，因为它将：1。允许进行对灵敏度极高的无菌中微子的搜索; 2.为未来的长基线和短基线中微子振荡计划提供精确的电子中微子和μ子中微子散射截面的精确测量; 3.构成了μ子加速器作为粒子物理学的强大新技术发展的关键的第一步。该文件详细描述了该设施，并展示了其物理能力。这份文件被提交给费米实验室物理咨询委员会，以考虑第一阶段的批准。
2013-07-31 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Gravitational Effects on Measurements of the Muon Dipole Moments
如果有一天μ子储存环的技术允许对$10^{-8}$ Hz量级的进动敏感，那么地球的局部引力场可能是μ子进动的主要贡献，如果忽略它，则可以伪造非零μ子电偶极矩（EDM）的信号。具体来说，地球引力对μ子自旋运动的影响与它在储存环中具有非零EDM的大小$d_μ\sim 10^{-29}$ e cm是无法区分的，其中垂直磁场为$\sim$ 1 T，这明显大于标准模型中预期的上限$d_μ\lesssim 10^{-36}$ e cm。作为一个推论，使用存储的μ子测量地球的局部引力场将是一个独特的测试，以区分经典引力与具有真正量子力学实体的广义相对论，即，基本粒子的自旋
2016-04-14 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
Measurement of the muon charge asymmetry from W boson decays
利用费米实验室Tevatron ppbar对撞机D0探测器在2002 - 2004年间在\sqrt{s} = 1.96 GeV能量下收集的0.3 fb ^{-1}的数据，对W玻色子衰变产生的μ子电荷不对称性进行了测量.我们将我们的研究结果与使用CTEQ6.1M和MRST 04 NLO部分子分布函数进行的次领先阶计算的预期进行比较。我们的研究结果可以用来约束未来的部分子分布函数拟合。
2007-09-26 hep-ex
Extrapolation Techniques and Systematic Uncertainties in the NO$ν$A Muon Neutrino Disappearance Analysis
NOvA长基线中微子实验由两个高度活跃、精细分段的液体闪烁体探测器组成，位于费米实验室NuMI束轴14.6 mrad处，近探测器位于费米实验室，远探测器位于密歇根州阿什河距离目标810公里处。没有$ν$ A发布了它的第一个初步结果的μ子中微子消失参数，测量$\sin^2(θ_{23}) = 0.51 \pm 0.10$和/或正常层次$Δm^2_{32} = 2.37^{+0.16}_{-0.15} \times 10^{-3}$ eV $^2$和为倒置层次$Δm^2_{32} = -2.40^{+0.14}_{-0.17} \times 10^{-3}$ eV $^2$。本次演讲将讨论用于第一次分析的系统不确定性和外推方法，该分析使用2013年7月至2015年3月期间收集的$2.74\times10^{20}$ POT当量。
2015-10-31 hep-ex physics.ins-det
The Mu2e Experiment at Fermilab
费米实验室的Mu2e实验将以前所未有的灵敏度在铝原子核的场中寻找μ子到电子的相干、无中微子转换。这种带电轻子变味反应探索了新的物理学，其规模是目前或计划中的高能对撞机无法直接搜索的。此外，Mu2 e实验补充和扩展了目前在MEG上对μ $\to$ eγ衰变的研究，并在LHC上寻找新的物理。我们将介绍Mu2e的物理动机，实验装置和实验的现状。
2016-09-07 hep-ex physics.ins-det
Small Angle Muon and Bottom Quark Production in pbarp Collisions at sqrt(s) = 1.8 TeV
本文描述了在sqrt（s）= 1.8 TeV的pbarp碰撞中，在前向快度范围2.4 < y（mu）< 3.2内，由b夸克衰变产生的μ子截面的测量结果。本分析中使用的数据由费米实验室Tevatron的D0实验收集。我们发现，非线性光学QCD计算低估了四个因素的前向快度区的b夸克生产。一个截面测量使用μ子+喷流数据已被包括在这个版本的文件。
2000-02-28 hep-ex
