Development of Fast Front-End Electronics for the Muon Trigger Detector in the PSI muEDM Experiment
本研究为PSI muEDM实验的μ子触发探测器研制了快速前端电子读出板，优化磁场下配置以满足多项严苛性能指标，兼具正电子污染抑制能力，经台架与束流测试验证了其有效性与可靠性。
2025-05-06 hep-ex physics.ins-det
Systematic effects in the search for the muon electric dipole moment using the frozen-spin technique
本研究针对PSI基于冻结自旋法的μ子EDM高精度测量实验，提出系统效应定量研究方法，解析推导并模拟验证了μ子自旋运动方程，为实现$6×10^{-23} e·$cm的统计灵敏度提供支撑。
2022-11-24 hep-ex
Muon capture at PSI
测量μ子在氢中的俘获率是研究核子轴向流的最直接的方法之一。MuCap实验使用了一个负μ子束，它停在一个用超纯氢气操作的时间投影室中。在衰变电子探测器的包围下，可以测量氢中μ子的寿命，以确定单线态捕获率Lambda_s，最终精度为1%。俘获率决定了核子的赝标形状因子g_p。第一个结果g_p = 7.3 +- 1.1已经公布，对全部统计数据的最终分析将把误差减少到原来的3倍。氘核上的μ子俘获探测了双核子系统中的弱轴向流。在有效场论的框架内，计算这种涉及轴向电流的双核子过程需要知道一个额外的低能常数，该低能常数可以从双重态俘获率Lambda_d中提取。同样的常数，然后允许模型独立计算相关的过程，如太阳pp融合或中微子-氘散射。MuSun实验将推断Lambda_d优于1.5%。该实验使用MuCap检测装置，带有一个使用30 K氘操作的新时间投影室和几项硬件升级。该系统目前已全面投入使用，主要的物理数据采集工作将于2011年开始。
2010-12-17 hep-ex nucl-ex
Status of the muEDM experiment at PSI
muEDM实验在PSI利用冻结自旋技术寻找μ子电偶极矩，以探测超出标准模型的新CP破坏来源，计划2026年前验证技术可行性并最终将灵敏度提高100倍。
2024-09-30 hep-ex
Status of the Mu3e Experiment at PSI
Mu 3e实验的目的是寻找轻子味破坏衰变$μ^+\rightarrow\ \text{e}^+ \text{e}^+ \text{e}^-$，它对$10^{16}$ μ子衰变中的一个信号衰变具有灵敏度，μ子停止率为$2\times 10^9 \fracμ{\text{s}}$。在当前可用的$10^8 \fracμ{\text{s}}$速率下，对$10^{-15}$的分支比的灵敏度是第一阶段的目标。这将允许测试新的物理模型与增强分支比的轻子味违反过程以前所未有的精度。实验必须在非常高的μ子速率下进行，同时抑制$μ^+\rightarrow\ \text{e}^+ \text{e}^- \text{e}^+ \overlineν_μν_\text{e}$衰变和偶然的电子-正电子组合的背景。因此，将建造一个由薄像素传感器制成的跟踪探测器，并带有额外的增强纤维和瓷砖，用于精确的时间测量。子探测器的开发正在进行中，而探测器的建造仍在筹备中。
2016-05-10 hep-ex physics.ins-det
Muon Electric Dipole Moment as a Probe of Flavor-Diagonal CP Violation
基本粒子的电偶极矩是探索新物理的有力工具，它具有味对角CP破坏性质。在μ子异常磁矩的报道的差异激励我们探索在何种程度上新的物理与风味对角CP破坏，以解决差异的探索μ子EDM。作为一个基准，我们专注于CP违反两个希格斯二重态模型来解释μ子$g-2$异常，μ子只耦合到一个希格斯二重态。由于味破坏过程以及电子EDM的贡献被抑制，μ子EDM成为一个必不可少的探针模型。我们的结果表明，一些可行的参数空间导致周围的$d_μ \simeq 6 \times 10^{-23} \, e \, \rm cm$的μ子EDM探测的PSI实验和建议的J-PARC实验覆盖的参数空间的大部分。
2022-05-24 hep-ex hep-ph
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
Status of the muEDM experiment at PSI
本文报告了PSI的muEDM实验现状，该实验利用冻结自旋技术通过径向电场抵消μ子反常自旋进动，从正电子上下游不对称性中提取EDM信号，分两阶段将灵敏度提升至10^{-23} e·cm量级以探测新物理。
2023-07-04 hep-ex physics.ins-det
Letter Of Intent for a future $μ^+ \to \mathrm{e}^+ γ$ experiment at the High Intensity Muon Beam facility at PSI
INFN Sezione di Pavia（意大利国家核物理研究所帕维亚分部）；ICEPP, The University of Tokyo（东京大学宇宙线地球元素起源研究中心）；INFN Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；Oliver Lodge Laboratory, University of Liverpool（利物浦大学奥利弗·洛奇实验室）；INFN Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；CERN（欧洲核子研究组织）；Institut de Physique des deux Infinis de Lyon（里昂两无穷大物理研究所）；INFN Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）；INFN Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）；PSI Center for Neutron and Muon Sciences（保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心）
本研究旨在利用PSI的HIMB设施，通过提升μ+→e+γ实验的灵敏度，以在十年内实现比现有实验更高的探测能力，以保持该领域内的领先地位。
2026-02-24 hep-ex physics.ins-det
Measurement of charmonium production in PbPb collisions at sqrt(sNN) = 2.76 TeV with CMS
紧凑型μ子螺线管（CMS）配备齐全，可以在核-核碰撞的高多重性环境中测量双μ子衰变通道中的硬探针。这种探测器对于研究夸克-胶子等离子体特别重要，因为它们在早期产生并通过介质传播，绘制其演化。CMS测量了sqrt{ s_{NN} } = 2.76 TeV的PbPb碰撞中的非瞬发J/psi（来自b-强子衰变）和瞬发J/psi的核修正因子。对于p_T较高的瞬发J/psi（p_T=6.5-30 GeV/c），与用核子-核子非弹性碰撞次数标度的pp碰撞的产额相比，在PbPb碰撞中观察到强的中心依赖的抑制.在相同的运动学范围内，非瞬发J/psi的抑制，这是敏感的介质中的b夸克能量损失，是第一次测量。报告了2010年数据采集期的结果，并对2011年数据分析进行了展望。特别是从2011年的数据Psi（2S）测量是可用的，他们的双比相对于J/psi在pp和PbPb将显示。
2012-09-29 hep-ex nucl-ex
Search for a muon EDM using the frozen-spin technique
这份意向书提出了一个实验，以寻找一个电偶极矩的μ子的基础上冻结自旋技术。我们打算利用高电场，$E=1{\rm GV/m}$，经历了在休息框架的μ子与$p=125 {\rm MeV/}c$的动量时，通过一个大磁场$|\vec{B}|=3{\rm T}$。在$μ$ E1束线处的电流μ子通量允许改进的搜索，其灵敏度为$σ(d_μ)\leq 6\times10^{-23}e{\rm cm}$，比电流上限$|d_μ|\leq1.8\times10^{-19}e{\rm cm}$的灵敏度高大约三个数量级。95%）。随着新的高强度μ子束HIMB和冷μ子源muCool在PSI的出现，可以通过定制再加速方案以匹配实验注入相空间来进一步提高搜索的灵敏度。虽然零结果将在不受约束的威尔逊系数上设置一个显着提高的上限，但μ子EDM的发现将证实物理学的存在超出了标准模型。
2021-02-17 hep-ex physics.ins-det
A Large Muon EDM from Dark Matter
我们探索了一个暗物质（DM）的模型，可以解释在μ子异常磁矩和预测一个大的电偶极矩（EDM）的μ子报告的差异。该模型包含一个DM费米子和新的标量，其独特的相互作用与μ子辐射产生所观察到的μ子质量。DM直接和间接检测实验以及碰撞机搜索的约束被安全地规避。给出观测到的DM丰度并解释μ子$g-2$异常的模型参数空间导致了$d_μ \simeq (4$ - $5) \times 10^{-22} \, e \, {\rm cm}$的μ子EDM，可以通过计划的PSI muEDM实验进行探测。另一个可行的参数空间甚至可以通过正在进行的费米实验室μ子$g-2$实验和未来的J-PARC μ子$g-2$ /EDM实验实现$d_μ = \mathcal{O}(10^{-21}) \, e \, {\rm cm}$。
2023-02-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Combined explanations of $(g-2)_μ$, $(g-2)_e$ and implications for a large muon EDM
我们认为可能的超越标准模型（BSM）的影响，可以容纳长期存在的紧张局势的异常磁矩的μ子，$a_μ=(g-2)_μ/2$，以及新兴的$2.5σ$偏离其电子对应物，$a_e=(g-2)_e/2$。进行EFT分析后，我们认为BSM物理实现以上的电弱尺度，并发现，同时解释与手征增强模型成为可能。然而，这需要μ子和电子BSM扇区的解耦，以避免来自$μ\to eγ$的强约束。特别是，这种去耦意味着没有理由期望μ子电偶极矩（EDM）$d_μ$与电子EDM $d_e$相关，避免了后者的非常严格的限制。虽然$a_μ$支持的$d_μ$的一些参数空间可以在费米实验室和J-PARC的$(g-2)_μ$实验中进行测试，但PSI的专用μ子EDM实验将能够探测该区域的大部分。
2019-05-09 hep-ex hep-ph
A compact frozen-spin trap for the search for the electric dipole moment of the muon
提出在紧凑型储存阱中采用冻结自旋技术测量缪子 EDM 的概念设计，并规划两阶段实验以实现 6E-23 ecm 灵敏度。
2025-01-31 hep-ex
Bayesian optimization of beam injection and storage in the PSI muEDM Experiment
针对muEDM实验的μ子束注入储存效率问题，开发G4beamline模拟建模动力学过程，采用基于高斯过程的贝叶斯优化将效率从多项式混沌展开的0.324%提升至0.556%，可用于实验参数调整。
2025-06-18 hep-ex physics.acc-ph
Search for the B_c Meson in Hadronic Z^0 Decays
利用1990-1995年在LEP Z峰上或附近用OPAL探测器收集的数据，对B_c介子衰变进行了研究。研究了衰变通道B_c^+ -> J/psi pi^+，B_c^+ -> J/psi a_1^+和B_c^+ -> J/psi ell^+ nu，其中ell表示电子或μ子。在模式B_c^+ -> J/psi pi^+中观测到两个候选者，估计背景为（0.63 +/- 0.20）个事件。两个候选介子的质量加权平均值为（6.32 +/- 0.06）GeV/c^2，这与B_c介子的预测质量一致。在模式B_c^+ -> J/psi ell^+ nu中观测到一个候选事件，估计背景事件为（0.82 +/- 0.19）。在B_c^+ -> J/psi a_1^+衰变模式中没有观察到候选事件，估计的背景事件为（1.10 +/- 0.22）。在90%置信水平的上限设定为这些过程的生产率。
1998-01-27 hep-ex
Combined explanations of $(g-2)_{μ,e}$ and implications for a large muon EDM
由于μ子异常磁矩$a_μ=(g-2)_μ/2$（3-4 $a_μ=(g-2)_μ/2$水平）的实验和标准模型（SM）预测之间长期存在紧张关系，人们很自然地会问电偶极矩（EDM）是否也会产生相当大的影响。$d_μ$。在这种情况下，人们经常认为，在紫外线完整的模型中，电子EDM，这是非常精确的测量，排除了大的影响，在$d_μ$。然而，最近在$a_e=(g-2)_e/2$中观察到的2.5 $σ$张力，如果得到证实，则需要μ子和电子扇区有效地解耦，以避免受到$μ\to eγ$的约束。我们简要地讨论了UV完全模型，具有这样的解耦，这可以强制执行的阿贝尔味对称性$L_μ-L_τ$。我们表明，在这种情况下，没有理由期望电子和μ子EDM之间的相关性，因此后者可以是相当大的。在费米实验室和J-PARC即将进行的$(g-2)_μ$实验中，$d_μ$的新限制有望提高两个数量级。除此之外，在PSI提出的专用μ子EDM实验可以进一步推进极限。通过这种方式，未来改进的测量$a_e$，$a_μ$，以及精细结构常数$α$不仅设置为提供令人兴奋的精确测试的SM，但结合EDM，揭示关键的洞察力的味道结构的物理超越SM。
2018-12-10 hep-ex hep-ph
Design, Commissioning and Performance of the PIBETA Detector at PSI
我们描述的PIBETA探测器的设计，结构和性能的精确测量的分支比的π β衰变，π + -> π 0 e+ nu，在保罗谢勒研究所。探测器的中心部分是一个240模块的球形纯CsI量热计，覆盖3* π sr立体角。热量计补充了一个主动准直器/光束降能器系统，一个主动分段塑料目标，一对低质量圆柱形线室和一个20元素的圆柱形塑料闪烁体hodoscope。整个探测器系统被安置在一个温度控制的铅砖外壳内，外壳内依次排列着宇宙μ介子塑料否决计数器。在1999/2000年的两个为期三个月的光束周期内，采用1.3*E3 pi+/s和1.3*E6 pi+/s之间的pi+停止率进行调试和校准数据。我们检查的时间，能量和角探测器的分辨率为光子，正电子和质子的能量范围为5-150兆电子伏，以及宇宙μ子的探测器的响应。我们说明了各种罕见的π介子和μ介子衰变及其相关背景的检测器签名。
2003-12-04 hep-ex physics.ins-det
Compact storage ring to search for the muon electric dipole moment
提出了一种轨道半径小于0.5 m的小型储存环的概念，采用“冻结自旋”方法来寻找μ子的电偶极矩（$d_μ$）。在现有的μ介子设施的统计有限的灵敏度$d_μ\sim 5 \times 10^{-23} \ecm$可以在一年内取得的数据。达到这种精度将证明这种新技术的可行性，直接搜索带电粒子EDM和已经测试了一些标准模型的扩展。在未来的高功率μ子设施中，使用这种设置，$d_μ\sim 5 \times 10^{-25} \ecm$的统计范围似乎是现实的。
2009-06-25 hep-ex
A submission to the 2020 update of the European Strategy for Particle Physics on behalf of the COMET, MEG, Mu2e and Mu3e collaborations
带电轻子味道违反（cLFV）过程提供了对新物理学的深入探索，发现了一系列新的物理模型--超对称性、希格斯双重态、额外维度，特别是解释中微子质量等级和宇宙通过轻子生成的物质-反物质不对称性的模型。cLFV最灵敏的探针利用高强度μ子束来搜索$μ\rightarrow e$跃迁。我们总结了目前在PSI，费米实验室和J-PARC正在建设的μ子cLFV实验的状态。这些实验提供了接近O（$10^4$）TeV/c $^2$的有效新物理质量尺度的灵敏度。进一步的改进是可能的，下一代实验，使用PSI，费米实验室和J-PARC的升级加速器设施，可以在未来十年内开始数据采集。在大型强子对撞机的发现中，他们可以区分不同的模型;即使没有直接的发现，他们也可以建立新的物理学。这些实验补充和扩展了LHC的搜索。
2018-12-16 hep-ex
J/$ψ$ polarization in pp collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV
我们在LHC上研究了$\sqrt{s}=7$ TeV pp碰撞中μ子对衰变产生J/psi。测量了衰变μ子的极角和方位角分布，得到了J/ $ψ$极化参数$λ_θ$和$λ_ϕ$的结果。在螺旋度和Collins-Soper参考系中，在2.5<y<4，2< $p_{\rm T}$ <8 GeV/ $c$的运动学区域中进行了研究。在这两个框架中，偏振参数与零相容，在不确定性内。
2017-09-27 hep-ex
New Frontiers in Muon-Spin Spectroscopy Using Si-Pixel Detectors
针对μSR谱仪空间分辨率不足、μ子停止率低等限制，该研究证明了用超薄硅像素探测器提升μ子停止位置重建能力及探索无触发泵浦-探测方案的可行性，为量子材料研究提供新方法。
2025-04-17 hep-ex physics.ins-det
Searching for Charged Lepton Flavour Violation with Mu3e
本研究介绍即将在PSI开展的Mu3e实验，旨在以创新的探测器与实时筛选技术搜寻μ子的带电轻子味破坏衰变，灵敏度较此前实验提升四个数量级，为寻找超出标准模型的物理提供重要支撑。
2023-08-22 hep-ex
Status of the DeeMe Experiment, an Experimental Search for $μ$-$e$ Conversion at J-PARC MLF
DeeMe实验计划在J-PARC MLF上寻找μ子到电子的转换。我们的目标是测量石墨或碳化硅靶的单粒子灵敏度为$1 \times 10^{-13}$或$2 \times 10^{-14}$的过程。这是一个或两个数量级优于目前的上限，$7 \times 10^{-13}$的金靶的SINDRUM-II实验在PSI和$4.6 \times 10^{-12}$的钛靶的实验在TRIUMF。我们正在为实验做准备。第二条光束线H线的建设正在进行中。2017年制造了四台跟踪探测器，正在进行填充气体的优化研究，以提高性能。在获得更好的命中效率后，我们于2019年3月在J-PARC MLF D2区域测量了碳靶通过μ子衰变产生的电子动量谱。本文将介绍DeeMe实验的准备情况。
2019-11-17 hep-ex physics.ins-det
Clarification on theoretical predictions for general relativistic effects in frozen spin storage rings
粒子的电磁矩携带关于其内部结构以及描述其基础场论的有效拉格朗日量的结构的重要信息。电偶极矩（EDM）是这类观测中最清晰的一个，因为标准模型的估计值非常小，远小于10^-30 ecm，而几个超标准模型（BSM）理论恰好预测基本粒子或强子的EDM为10^-28 ecm量级。到目前为止，精密EDM上限主要是通过冷中子实验和间接测量电子的中子。因此，近年来，人们对直接测量带电粒子（如电子、质子、μ子或轻核）的EDM越来越感兴趣。这种测量在相对论储存环中成为可能，称为冻结自旋储存环。由于地球的引力场，包括广义相对论（GR）在内的许多环境因素为EDM信号提供了系统背景。事实证明，根据实验方案，GR效应可以远高于计划的EDM灵敏度。因此，它既是系统学的一个来源，也可以作为GR独立测试的副产品实验。有一些理论论文量化了GR系统学，结果略有不同。本文的目的是澄清这些说法，最终试图调和这些预测，并推导出它们的实验含义。最后一节的文件量化的字段缺陷系统误差取消的情况下，所谓的双冻结自旋存储环设置，在理想化的轴对称限制。
2020-09-21 gr-qc hep-ex hep-th
Search for narrow resonances in dilepton mass spectra in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV
2011年，CMS实验在sqrt（s）= 7 TeV收集了pp碰撞数据，研究了衰减到电子或μ子对的窄、高质量共振。数据样本对应于大约5个逆毫微微巴恩斯的积分亮度。在信号区观察到的事件产额与标准模型背景的预测是一致的，和上限的截面倍分支分数的共振衰减到双轻子的形状分析提取的双轻子不变的质量分布。在95%的置信水平下，序列标准模型中Z '的质量极限为2330 GeV，超弦激发的Z'（psi）共振的质量极限为2000 GeV，Stueckelberg延拓Z '（St）的质量极限为890（540）GeV，质量参数ε = 0.06（0.04）和2140（1810）GeV的Kaluza-Klein引力子，耦合参数k/Mbar（Pl）为0.10（0.05）。这些限制是迄今为止最严格的。
2013-01-25 hep-ex
