Перейти к содержанию

Muon g-2

Эта статья находится в стадии проработки и развития, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Накопительное кольцо в Фермилабе для эксперимента Muon g − 2, который изначально разрабатывался для брукхевенского эксперимента g − 2. Выбранная геометрия магнитов позволяет создать очень однородное магнитное поле в кольце.

Muon g-2 (E989[1], Muon g − 2, произносится как «мюон джи минус два»[2])[К 1] — эксперимент по физике элементарных частиц, который проводится в Фермилабе и ставит целью измерение аномального магнитного момента мюона с точностью до 0,14 ppm[1][3][4]. Это делает его одним из самых чувствительных тестов для предсказаний Стандартной модели[5][6].

Мюон, как и его более лёгкий аналог — электрон, ведёт себя как крошечный магнит[7]. Параметр, известный как g-фактор, характеризует силу магнита и скорость его вращения во внешнем магнитном поле. Именно эта скорость вращения косвенно измеряется в эксперименте Muon g − 2[8].

Значение g немного превышает 2[6], что и дало название эксперименту. Это отличие от 2 (его «аномальная» часть) вызвано флуктуациями вакуума, которые вычисляются методами теории возмущений квантовой теории поля. При измерении величины g − 2 с высокой точностью и, сравнивая его значение с теорией, физики выяснят, насколько хорошо они согласуются между собой. Отклонение экспериментального значения от предсказаний Стандартной модели указывало бы на существующие ещё неоткрытых частиц или неизвестной силы[9][10].

9 июля 2023 года коллаборация Muon g-2 завершила наработку экспериментальных данных, продолжавшуюся шесть лет[11]. Первые результаты, полученные после обработки данных первого года работы, были опубликованы 7 апреля 2021 года[12]. Учёные сообщили, что результаты исследований мюонов бросают вызов Стандартной модели и, соответственно, могут потребовать пересмотра существующей модели элементарных частиц[13][14]. Результаты первых трёх лет сбора данных коллаборация опубликовала в августе 2023 года. Ожидается, что окончательные результаты, основанные на статистике за полные шесть лет измерений, будут представлены в 2025 году[11].

История

ЦЕРН

Накопительное кольцо для эксперимента Muon g − 2 в ЦЕРНе.

Первый эксперимент Muon g − 2 стартовал в ЦЕРНе в 1957 году по инициативе Л. Ледермана[15][16][17]. Группа из шести физиков организовала проведение этого опыта на синхроциклотроне в ЦЕРНе. Его первые результаты, опубликованные в 1960 году, согласовались с теоретическим значением в пределах 10 %. Этот вклад согласовался также с посчитанным для электрона Д. Швингером вклада в гиромагнитное отношение флуктуаций вакуума в квантовой электродинамике[17]. g-фактор принято записывать в виде [math]\displaystyle{ g=2(1+a) }[/math], где 2 — значение, предсказанное для дираковского фермиона, a — аномальный магнитный момент[6]. Оказалось, что для лёгкого электрона теория хорошо согласуется с экспериментом, но для мюона, который тяжелее электрона, вклад других взаимодействий в значение g-фактора усилен в 43000 раз. Поэтому точное измерение этого параметра позволяет исследовать даже неизвестные взаимодействия за пределами стандартной модели[17]. Последующие эксперименты (CERN I) подтвердили предсказания квантовой электродинамики с точностью 0,4 %[18][19].

Второй эксперимент (CERN II), начатый другой группой в 1966 году, использовал протонный синхротрон в ЦЕРНе, а полученные результаты оказались в 25 раз точнее предыдущих и показали несоответствие между экспериментальными значениями и теоретическими, что потребовало от физиков улучшения их теории[19].

Окончательные результаты третьего эксперимента (CERN III), начатого в 1969 году, представили в 1979 году[20] подтвердив тем самым теорию с точностью 0,00073 %. Точность этих измерений также позволила увидеть влияние сильных взаимодействий на гиромагнитное отношение[19].

В данных экспериментальных установках были отработаны технологии и методы для измерений аномального магнитного момента мюона, которые использовалась в последующих опытах[21]. Соединенные Штаты взяли на себя проведение эксперимента Muon g − 2 в 1984 году[22].

Брукхейвенская национальная лаборатория

Следующая стадия исследований типа Muon g − 2 проводились в Брукхейвенской национальной лаборатории (BNL) с использованием протонного синхротрона AGS для генерации пучка мюонов; эксперимент получил название E821[23], но его также называли «мюонным экспериментом в БНЛ»[11]. Подготовка к эксперименту Muon g − 2 в Брукхейвене проходила с 1989 по 1996 год, а данные для анализа поступали с 1997 по 2001 год[24].

Новый опыт использовал методы, аналогичные последнему из экспериментов в ЦЕРНе, с целью двадцатикратного повышения точности[25]. Техника включала циркуляцию мюонов с энергией 3,094 ГэВ в однородном магнитном поле и наблюдение разницы прецессии спина мюона и частоты вращения посредством регистрации электронов при распадах мюонов. Повышение точности обеспечивалось в первую очередь более интенсивным (на два порядка) чем в ЦЕРНе пучком. Другим преимуществом был способ накопления мюонов после их инжекции в накопительном кольце, тогда как в предыдущих экспериментах в ЦЕРНе в кольцо инжектировались пионы, из которых лишь небольшая часть распадалась на мюоны[21].

В эксперименте также использовались гораздо более однородное магнитное поле для накопительного кольца, создаваемое сверхпроводящей обмоткой; сверхпроводящий магнит-инфлектор, для инжекции пучка в накопительное кольцо; быстрый мюонный кикер для отклонения инжектированных мюонов на равновесную орбиту. Для повышения однородности магнитного поля применялись набор элементов для пассивного шиммирования[англ.] и система плоских корректирующих обмоток для активного шиммирования. Точным ЯМР-методом измерялось распределения магнитного поля. Тележка с установленными в ней ЯМР-датчиками позволяла картографировать магнитное поле в вакуумной камере[26].

В эксперименте использовались данные с положительно и отрицательно заряженными мюонами в период с 1997 по 2001 год. Финальное значение aμ = (g − 2)/2 = 1 1659 208,9(5,4)(3,3) × 10−10[К 2] получено путём объединения согласованных с одинаковой точностью результатов для мюонов и антимюонов[28].

Фермилаб

Фермилаб продолжает эксперимент по измерению аномального магнитного момента мюона, проведённый в Брукхейвене[29][30]. В лаборатории, которая приобрела оборудование из Брукхейвена, использовался пучок мюонов более интенсивный и более чистый, так как он имеет пренебрежимо малое загрязнением адронами, но присутствуют позитроны[30][31]. Цель нового эксперимента состоит в более точном измерении, которое либо устранит несоответствие между результатами Брукхейвена и предсказаниями теории, либо подтвердит его как экспериментально наблюдаемый пример физики за пределами Стандартной модели[32].

К октябрю 2016 года магнит тщательно настроили (шиммировали) для создания очень однородного магнитного поля. Это привело к трёхкратному снижению общей неоднородности поля, что важно для повышения точности измерений[33][34]. В апреле 2017 года коллаборация подготовила эксперимент к первому тестовому запуску с пучком протонов — для калибровки детекторных систем. Магнит получил первый пучок мюонов на новом месте 31 мая 2017 года[35]. Сбор данных планировалось завершить до 2020 года[36].

7 апреля 2021 года были опубликованы результаты первого сезона работы: aμ = 0,00116592040 ± (54). Новые среднемировые экспериментальные результаты, объявленные коллаборацией Muon g − 2 для g-фактора: 2,00233184122 ± (82), и для аномального магнитного момента: 0,00116592061 ± (41). Объединённые результаты Фермилаба и Брукхейвена показывают разницу с теорией на уровне значимости 4,2 σ (стандартное отклонение), чуть меньше 5 σ, которое требуется в физике элементарных частиц, чтобы заявить об открытии, но всё же является достаточно убедительным доказательством новой физики. Вероятность того, что статистическая флуктуация приведёт к таким же результатам, составляет примерно 1 к 40 000[14].

Сбор данных завершился 9 июля 2023 года, когда коллаборация отключила мюонный пучок, завершив эксперимент после шести лет накопления статистики. Эксперимент Фермилаба достигнет своего окончательного, наиболее точного измерения магнитного момента мюона, как только учёные включат в свой анализ данные за все шесть лет наблюдений, а планируют завершить совместную работу и опубликовать финальные результаты в 2025 году[11].

8 августа 2023 года были опубликованы результаты 2-го и 3-го сезонов (включая 1-й сезон, то есть первых трёх лет сбора данных) измерений, дающие новое среднемировое значение aμ = 0,00116592059 ± (22), что сократило погрешность в два раза по сравнению с предыдущими результатами[23]. Полученное экспериментальное значение на 5,1 σ отличается от предсказания Стандартной модели 2020 года, хотя оно отличается всего примерно на 1 σ от другого предсказания, полученного в результате расчётов методом КХД на решётке. Поэтому расхождение между экспериментом и теорией находится в стадии дальнейшего изучения[37]. Ожидается, что окончательный результат, который будет опубликован в 2025 году, окажется в два раза точнее, чем результат 2023 года[11].

Теория магнитных моментов

Однопетлевая поправка порядка [math]\displaystyle{ \alpha/2\pi }[/math], где α — постоянная тонкой структуры, к магнитному моменту фермиона[38].

Магнитные моменты атомов открыли в 1921 году в ходе опыта Штерна — Герлаха. Позже благодаря работам Д. Уленбека и С. Гаудсмита в 1926 году и Р. Фрейзера (англ. Ronald G. J. Fraser) в 1927 году, это явление связали со спином электрона. Магнитный момент μ элементарной частицы с массой m и зарядом q связан с её спином s соотношением

[math]\displaystyle{ \boldsymbol{\mu}=g\frac{q\hbar}{2m}\textbf{s}\,, }[/math]

где g — гиромагнитное отношение, ħ — постоянная Планка. Для электрона и мюона g = 2, что следует из уравнения Дирака[6].

Впоследствии оказалось, что g-фактор заряженного лептона (электрона, мюона или тау-лептона) отличается от 2. Это отличие называют «аномальной» частью, и она зависит от типа лептона. Достаточно точно её можно вычислить на основе современной версии Стандартной модели физики элементарных частиц. Измерения g-фактора электрона находятся в прекрасном согласии с этим расчётом[17]. В Брукхейвенском эксперименте исследовался g-фактор для мюонов, что оказалось технически гораздо более сложной процедурой из-за их короткого времени жизни. Обнаружилось заметное, но не окончательное несоответствие между измеренным значением и предсказанием Стандартной модели[39].

Получение теоретического значения g-фактора мюона из Стандартной модели чрезвычайно сложная задача, и для её решения существует несколько различных подходов. Основная трудность этих расчётов заключается в том, что на их величину влияют виртуальные адроны[40]. Вклад электромагнитного взаимодействия в аномальный магнитный момент мюона самый большой. Теория возмущений даёт простой метод учёта диаграмм до любого порядка малости, но принято ограничиваться пятым порядком по [math]\displaystyle{ \alpha/\pi }[/math], поскольку количество диаграмм быстро растёт с увеличением порядка теории возмущений: в первом порядке — одна диаграмма (на рисунке), во втором — 9[38], в третьем — более 100, в четвёртом — более 1000[41], а в пятом — несколько десятков тысяч[42]. Вклад сильных взаимодействий оказался на четыре порядка меньше вклада электромагнитных взаимодействий, но точность измерений уже существенна для учёта этого вклада[43]. Вклад электрослабого взаимодействия ещё в 50 раз меньше, но его также нужно учитывать[44].

Трудности с расчётом адронного вклада возникают в связи неприменимостью теории возмущений при малых энергиях. Один из способов обойти эти ограничения заключается в использовании дисперсионных соотношений, которые помогают в вычислениях[43][45]. Адронный вклад зависит от различных каналов превращения электрон-позитронной пары в адроны, которые могут быть измерены экспериментально[46]. В 2020 году группа Инициатива по теории g-2 мюона (англ. Muon g-2 Theory Initiative) опубликовала вычисленное консенсусное значение g-фактора мюона, основанное на пертурбативных методах[47][48]. Для расчёта адронного вклада нужно точное знание сечений всех каналов аннигиляции электрон-позитронной пары в адроны во всём диапазоне энергий, однако наиболее важен диапазон до нескольких ГэВ, где определяющее сечение имеет канал e−
e+
 → π+
π−
. В разное время проводились или проводятся несколько экспериментов для его измерения: KLOE, BaBar, BES III, СНД и другие. В феврале 2023 года коллаборация детектора КМД-3, набирающего данные на коллайдере ВЭПП-2000, представила новые результаты измерения сечения аннигиляции e−
e+
 → π+
π−
[49], которые противоречат результатам коллабораций KLOE и BaBar, но значительно корректируют значение R-отношения — нормированного полного сечения рождения адронов, и основанное на нём теоретическое значение g − 2 в сторону согласия с экспериментальным значением[50]. Только экспериментальных исследований процесса аннигиляции электронно-позитронной пары в адроны недостаточно для полного определения адронного вклада, поскольку в следующих порядках теории встечается вклад рассеяния света на свете, который нельзя связать с дисперсионными соотношениеями[51]. В Большом адронном коллайдере не обнаружено никаких новых частиц в диапазоне энергий от 100 до 200 ГэВ, что мотивирует стремление нивелировать расхождение в аномальном магнитном моменте мюона между теорией и экспериментом более точными измерениями сечений реакции аннигиляции электрон-позитронной пары в адроны[7].

Не используя экспериментальные результаты, различные адронные вклады в аномальным магнитный момент можно рассчитывать используя вычисления КХД на решётке[41]. В 2021 годе коллаборация Будапешт — Марсель — Вупперталь (BMW) представила результаты расчётов g-фактора методом КХД на решётке[52][53], который находился между экспериментальным значением, полученным в Фермилабе, и теоретическим значением, рассчитанным группой Инициатива по теории g-2 мюона. Последующие работы группы Coordinated Lattice Simulations (CLS)[54][55] и European Twisted Mass Collaboration (ETMC)[56][57] приблизились к теоретическому значению, предполагая, что в используемых Фермилабом оценках R-отношения и адронной поляризации вакуума[англ.] могут оказаться систематические ошибки[58].

План

Накопительное кольцо для эксперимента Muon g − 2 прибывает в конечный пункт назначения — экспериментальный зал (MC1) в Fermilab – 30 июля 2014 года

Магнит

Центральное место в эксперименте занимает кольцевой сверхпроводящий магнит диаметром Шаблон:Convert/foot, обладающий исключительно однородным магнитным полем, который используется в качестве накопительного кольца. Летом 2013 года его перевезли в неповреждённом виде в Фермилаб из Брукхейвена на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк. Он преодолел 3200 миль (5100 км), что заняло свыше 35 дней[59][60]. Его водная часть пути в основном состояла из путешествия на барже вниз вдоль восточного побережья с использованием морского буксира до Нового Орлеана и через иллинойсский водный путь на речном буксире до Лемонта, штат Иллинойс. Начальный и последний этапы проходили на специальном грузовике, передвигавшемся по закрытым автомагистралям в ночное время[61].

Образцы 25 мм × 25 мм × 140 мм кристаллов PbF2 (неизолированные и завёрнутые в бумагу Millipore) изображены вместе с 16-канальным монолитным кремниевым фотоумножителем (Hamamatsu SiPM)[62].

Пучок

Пучок протонов из линейного ускорителя попадает в бустер, где ускоряется до энергии 8,89 ГэВ. Для создания более интенсивного пучка и нарезки его на насколько сгустков используется накопительное кольцо (Рециклер, англ. Recycler)[63]. После этого пучок попадает в массивную мишень из инконеля 600, где происходит превращение протонов в пионы, энергия который составляет около 3,1 ГэВ[64]. Для получения антимюонов следует подождать, пока большая часть пионов распадётся, что происходит в кольце доставки мюонов (англ. Muon Delivery Ring), напоминающем треугольник со сглаженными углами[65], что также позволяет избавиться от более тяжёлых протонов[64][66]. Получившийся пучок антимюонов направляется в накопительное кольцо, где проводится эксперимент Muon g − 2[67][68].

Магический импульс

В эксперименте используются поляризованные по спину положительно заряженные мюоны (антимюоны), которые инжектируются в накопительное кольцо с однородным магнитным полем. Аномальный магнитный момент мюона определяется по аномальной частоте прецессии [math]\displaystyle{ \boldsymbol{\omega}_a }[/math], которая равна разности между частотой прецессии спина [math]\displaystyle{ \boldsymbol{\omega}_s }[/math] и циклотронной частотой [math]\displaystyle{ \boldsymbol{\omega}_c }[/math][69]:

[math]\displaystyle{ \boldsymbol{\omega}_a=\boldsymbol{\omega}_s-\boldsymbol{\omega}_c=-\frac{q}{m}\left[a_{\mu}\textbf{B}-a_{\mu}\left(\frac{\gamma}{\gamma+1}\right)(\boldsymbol{\beta}\cdot\textbf{B})\boldsymbol{\beta}-\left(a_{\mu}-\frac{1}{\gamma^2-1}\right)\frac{\boldsymbol{\beta}\times\textbf{E}}{c}\right]\,, }[/math]

где [math]\displaystyle{ \textbf{E} }[/math] — электрическое поле, [math]\displaystyle{ \textbf{B} }[/math] — магнитное поле, [math]\displaystyle{ c }[/math] — скорость света, [math]\displaystyle{ q }[/math] — заряд мюона, [math]\displaystyle{ m }[/math] — масса мюона, [math]\displaystyle{ \boldsymbol{\beta} }[/math] — скорость мюона, [math]\displaystyle{ a_{\mu} }[/math] — аномальный магнитный момент, [math]\displaystyle{ \gamma }[/math] — гамма-фактор[70]. Пучок мюонов движется по окружности в однородном магнитном поле, направленным перпендикулярно плоскости орбиты, поэтому [math]\displaystyle{ (\boldsymbol{\beta}\cdot\textbf{B})=0 }[/math]. Кроме того, при выборе импульса мюонов (этот магический импульс равен 3,094 ГэВ/c), при котором выполняется равенство [math]\displaystyle{ 1/(\gamma^2-1)=a_{\mu} }[/math], а полученная разница частот упрощается

[math]\displaystyle{ \boldsymbol{\omega}_a=-a_{\mu}\frac{q\textbf{B}}{m}\,. }[/math]

Эта величина напрямую связана с аномальным магнитным моментом, чья точность также зависит от однородности магнитного поля[70][8].

Детекторы

Измерение магнитного момента осуществляется 24 электромагнитными калориметрическими детекторами, которые равномерно распределены на внутренней стороне вакуумной камеры[71]. Калориметры измеряют энергию и время прихода (относительно времени инжекции) позитронов (и их количество) от антимюонного распада[англ.] в накопительном кольце[72]. Для мюонов будут наблюдаться электроны[73]. После распада антимюона на позитрон и два нейтрино у позитронов остаётся меньше энергии, чем у исходного антимюона[К 3]. Магнитное поле закручивает его траекторию на внутренние стенки накопительного кольца, где он попадает на сегментированный калориметр из фторида свинца (II) (PbF2), сигнал с которого считывается кремниевыми фотоумножителями[76][73].

Трековые детекторы (детекторы на основе тонкостенных дрейфовых трубок)[77] регистрируют профиль антимюонного пучка[78]. Наклон плоскости прецессии мюона может свидетельствовать о радиальной или продольной составляющей магнитного поля или о постоянном электрическом дипольном моменте мюона, что напрямую влияет на измерение частоты прецессии[79][78].

Показан один ряд 32 строу-трубок (часть строу-трекера). Строу-трубка (длина 100 мм, а диаметр 5 мм) действует как ионизационная камера, заполненная аргоном: этаном в соотношении 1:1, с центральным катодом под напряжением +1,8 кВ[80].

Аномальная частота прецессии

Если при распаде пионов π+
 → μ+
 + ν
μ выбрать антимюоны с максимальной энергией в области с магическим импульсом, то итоговый пучок получится поляризованным. Это происходит из-за корреляции направления ориентации спина и импульса вылетающих частиц (спин и импульс сонаправлены)[75]. Прецессия спина мюона будет давать вклад в энергетический спектр позитронов поскольку из-за слабого распада с нарушением чётности μ+
 → e+
 + ν
e + ν
μ, в системе покоя антимюона позитроны высокой энергии испускаются преимущественно в направлении спина мюона. Поэтому аномальная частота прецессии будет влиять на количество зарегистрированных позитронов высокой энергии. Если обозначить N(t) — число высокоэнергетичных позитронов, наблюдаемых детекторами, то их количество определяется выражением[8]

[math]\displaystyle{ N(t)\approx N_0e^{t/\tau}\left[1+A\cos(\omega_a t +\phi)\right]\,, }[/math]

где N0 — нормировочный множитель, [math]\displaystyle{ \tau }[/math] — замедленное время жизни мюона, A — асимметрия распада мюона, φ — начальная фаза g−2. Измерение количества распадов антимюонов во времени позволяет определить аномальный магнитный момент мюона[8].

Магнитное поле

Для измерения магнитного момента с точностью до миллиардных долей требуется, чтобы неоднородность среднего магнитного поля не превышало эту же величину. Цель эксперимента Muon g − 2 заключается в достижении уровня неопределённости для аномальной частоты прецессии 70 ppb, усреднённые по времени и распределению мюонов[81][82]. Равномерное поле с индукцией 1,45 Т создаётся в накопительном кольце с помощью сверхпроводящей обмотки, в то время как полюса и ярмо магнита остаются при комнатной температуре. Значение поля регулярно (раз в 3 дня) картографируется без выключения магнитного поля по всему кольцу с помощью мобильной тележки с 17 ЯМР-датчиками, расположенной внутри вакуумной камеры[83]. Внешние 378 ЯМР-датчиков, закреплённые сверху и снизу вакуумной камеры вдоль окружности в 72 точках[34], позволяют измерять магнитное поле во время эксперимента[72]. Калибровка датчиков проводится по ларморовской частоте протона в сферическом образце воды при эталонной температуре (34,7 °C) и перекрёстно откалиброван с новым гелий-3 магнитометром[83].

Получение данных

Важным компонентом эксперимента является система сбора данных (DAQ), которая управляет потоком данных от электроники детектора. Для эксперимента требуется получать необработанные данные со скоростью 18 ГБ/с. Это достигается за счёт использования архитектуры параллельной обработки данных с использованием 24 высокоскоростных графических процессоров (NVIDIA Tesla K40) для обработки данных с 12-битовых АЦП. Установка управляется программным обеспечением MIDAS DAQ[84]. Система сбора данных обрабатывает данные из 1296 калориметрических каналов, 3 станций строу-трекеров и вспомогательных детекторов (например, счётчики входящих мюонов). Суммарный объём данных эксперимента оценивается в 2 ПБ[85].

Коллаборация

В эксперименте участвуют следующие университеты, лаборатории и компании[86]:

Университеты
Лаборатории

Примечания

Комментарии
  1. ↑ Несмотря на то, что название эксперимента связано с мюоном, который имеет отрицательный заряд, в основном эксперименты данного типа проводятся с положительно заряженными антимюонами.
  2. ↑ Первое число в скобках обозначает статистическую ошибку, второе — систематическую ошибку. Полная ошибка измерений аномального магнитного момента мюона составила 6,3 × 10−10. Это соответствует экспериментальной точности ±0,54 ppm[27].
  3. ↑ Распад нестабильных частиц происходит по реакции[74][75]:
    μ−
     → e−
     + ν
    e     + ν
    μ    ,
    μ+
     → e+
     + ν
    e     + ν
    μ    .
Источники
↑ Показывать компактно
  1. ↑ Перейти обратно: 1,0 1,1 Grange, 2015, p. 6.
  2. ↑ Королев Владимир. Физики вернулись к исследованиям аномальных свойств мюона. https://nplus1.ru/. N+1 (5 июня 2017). Дата обращения: 19 августа 2023.
  3. ↑ Muon g − 2 Experiment (англ.). Fermilab. Дата обращения: 26 апреля 2017.
  4. ↑ Miller, Katrina. Physicists Move One Step Closer to a Theoretical Showdown - The deviance of a tiny particle called the muon might prove that one of the most well-tested theories in physics is incomplete. + comment, The New York Times (10 August 2023). Архивировано 11 августа 2023 года. Дата обращения 11 августа 2023.
  5. ↑ Keshavarzi (2022-01-22). «Muon g − 2: A review». Nuclear Physics B 975: 115675. arXiv:2106.06723. doi:10.1016/j.nuclphysb.2022.115675. Bibcode: 2022NuPhB.97515675K.
  6. ↑ Перейти обратно: 6,0 6,1 6,2 6,3 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 540.
  7. ↑ Перейти обратно: 7,0 7,1 Эксперимент в Фермилаб в два раза улучшил точность измерения g-2 мюона, продвинувшись в поисках Новой физики в неизведанную область. ИЯФ (10 августа 2023). Дата обращения: 21 августа 2023.
  8. ↑ Перейти обратно: 8,0 8,1 8,2 8,3 Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 4.
  9. ↑ Fermilab. Muon g − 2 Collaboration to solve mystery. Пресс-релиз.
  10. ↑ Gibney (April 13, 2017). «Muons' big moment could fuel new physics». Nature 544 (7649): 145–146. doi:10.1038/544145a. PMID 28406224. Bibcode: 2017Natur.544..145G.
  11. ↑ Перейти обратно: 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 Fermilab (August 10, 2023). Muon g-2 doubles down with latest measurement, explores uncharted territory in search of new physics. Пресс-релиз.
  12. ↑ Fermilab (March 7, 2021). First results from the Muon g − 2 experiment at Fermilab. Пресс-релиз.
  13. ↑ Overbye, Dennis. Finding from particle research could break known laws of physics, The New York Times (April 7, 2021). Дата обращения 7 апреля 2021. «It's not the next Higgs boson – yet. But the best explanation, physicists say, involves forms of matter and energy not currently known to science.».
  14. ↑ Перейти обратно: 14,0 14,1 Fermilab (April 7, 2021). First results from Fermilab's Muon g − 2 experiment strengthen evidence of new physics. Пресс-релиз.
  15. ↑ Farley, Francis. The dark side of the muon // Infinitely CERN: Memories of fifty years of research, 1954–2004 / Álvarez-Gaumé, Luis. — Geneva, CH : Editions Suzanne Hurter, 2004. — P. 38–41. — ISBN 978-2-940031-33-7.
  16. ↑ Archives of Muon g − 2 experiment. CERN Archive (2007). Дата обращения: 4 марта 2020.
  17. ↑ Перейти обратно: 17,0 17,1 17,2 17,3 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 541.
  18. ↑ Charpak, Georges. Results of the g − 2 experiment // Lepton Physics at CERN and Frascati / Georges Charpak, Richard L. Garwin, Francis J.M. Farley … [и др.]. — World Scientific, 1994. — P. 34 ff. — ISBN 9789810220785.
  19. ↑ Перейти обратно: 19,0 19,1 19,2 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 542.
  20. ↑ (1981) «The CERN muon (g − 2) experiments». Physics Reports 68 (2): 93–119. doi:10.1016/0370-1573(81)90028-4. ISSN 0370-1573. Bibcode: 1981PhR....68...93C.
  21. ↑ Перейти обратно: 21,0 21,1 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 559.
  22. ↑ European Organization for Nuclear Research (CERN). Enigma of the muon. Пресс-релиз.
  23. ↑ Перейти обратно: 23,0 23,1 Aguillard (2023). «Measurement of the Positive Muon Anomalous Magnetic Moment to 0.20 ppm». arXiv:2308.06230.
  24. ↑ Muon g-2 Experiment. bnl.gov (11 August 2023).
  25. ↑ Grange, 2015, p. 7.
  26. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 561.
  27. ↑ Grange, 2015, p. 39.
  28. ↑ Bennett (April 7, 2006). «Final report of the E821 muon anomalous magnetic moment measurement at BNL». Physical Review D 73 (7). arXiv:hep-ex/0602035. doi:10.1103/PhysRevD.73.072003. Bibcode: 2006PhRvD..73g2003B.
  29. ↑ Farley (2004). «The 47 years of muon g − 2». Progress in Particle and Nuclear Physics 52 (1): 1–83. doi:10.1016/j.ppnp.2003.09.004. ISSN 0146-6410. Bibcode: 2004PrPNP..52....1F.
  30. ↑ Перейти обратно: 30,0 30,1 Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 5.
  31. ↑ Cho. Particle mystery deepens, as physicists confirm that the muon is more magnetic than predicted (англ.). www.science.org (7 апреля 2021). Дата обращения: 18 мая 2023. Архивировано 18 мая 2023 года.
  32. ↑ Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 1.
  33. ↑ J. L. Holzbauer. The Muon g − 2 Experiment Overview and Status as of June 2016 // (XIIth International Conference on Beauty, Charm, and Hyperons in Hadronic Interactions). — Vol. 770. — doi:10.1088/1742-6596/770/1/012038. alt. source.
  34. ↑ Перейти обратно: 34,0 34,1 Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 6.
  35. ↑ Muon magnet's moment has arrived. Пресс-релиз.
  36. ↑ The muon g − 2 experiment at Fermilab // . alt source.
  37. ↑ Brendan Casey, Aida El-Khadra, Andreas Kronfeld, Kurt Riesselmann and Graziano Venanzoni. What does the Standard Model predict for the magnetic moment of the muon? (англ.). Fermilab (17 июля 2023). Дата обращения: 5 сентября 2023.
  38. ↑ Перейти обратно: 38,0 38,1 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 543.
  39. ↑ Fermilab (June 11, 2020). Physicists publish worldwide consensus of muon magnetic moment calculation. Пресс-релиз.
  40. ↑ The Many Paths of Muon Math (англ.). Brookhaven National Laboratory (18 ноября 2020). Дата обращения: 18 мая 2023.
  41. ↑ Перейти обратно: 41,0 41,1 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 544.
  42. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 545.
  43. ↑ Перейти обратно: 43,0 43,1 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 547.
  44. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 569.
  45. ↑ Grange, 2015, p. 43.
  46. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 549.
  47. ↑ Muon g-2 Theory Initiative (2020-12-03). «The anomalous magnetic moment of the muon in the Standard Model» (en). Physics Reports 887: 1–166. arXiv:2006.04822. doi:10.1016/j.physrep.2020.07.006. Bibcode: 2020PhR...887....1A.
  48. ↑ Home | Muon g-2 Theory (англ.). muon-gm2-theory.illinois.edu. Дата обращения: 14 марта 2023.
  49. ↑ Ignatov, F. V.et al. (2023), Measurement of the e+e− → π+π− cross section from threshold to 1.2 GeV with the CMD-3 detector, arΧiv:2302.08834. 
  50. ↑ Ignatov, Fedor. e+e- → π+π- with the CMD-3 detector (англ.) (pdf) (27 марта 2023). — Presentation. Дата обращения: 21 августа 2023.
  51. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 553.
  52. ↑ Borsanyi (2021-05-06). «Leading hadronic contribution to the muon magnetic moment from lattice QCD» (en). Nature 593 (7857): 51–55. arXiv:2002.12347. doi:10.1038/s41586-021-03418-1. ISSN 0028-0836. PMID 33828303. Bibcode: 2021Natur.593...51B.
  53. ↑ Budapest-Marseille-Wuppertal Collaboration (нем.). www.bmw.uni-wuppertal.de.
  54. ↑ Cè, M.; Gérardin, A.; von Hippel, G.; Hudspith, R. J.; Kuberski, S.; Meyer, H. B.; Miura, K.; Mohler, D.; Ottnad, K.; Paul, S.; Risch, A.; San José, T.; Wittig, H. (2022-12-13). «Window observable for the hadronic vacuum polarization contribution to the muon g−2 from lattice QCD». Physical Review D 106 (11): 114502. doi:10.1103/PhysRevD.106.114502.
  55. ↑ Coordinated Lattice Simulations (англ.). DESY.
  56. ↑ Alexandrou, Constantia; Bacchio, Simone; Dimopoulos, Petros; Finkenrath, Jacob; Frezzotti, Roberto; Gagliardi, Giuseppe; Garofalo, Marco; Hadjiyiannakou, Kyriakos; et al. (2022-12-20), Short & intermediate distance HVP contributions to muon g-2: SM (lattice) prediction versus e+e− annihilation data, arΧiv:2212.10490 [hep-ph]. 
  57. ↑ European Twisted Mass Collaboration (нем.). www-zeuthen.desy.de. Дата обращения: 14 марта 2023.
  58. ↑ Alexandrou, Constantia; Bacchio, Simone; De Santis, Alessandro; Dimopoulos, Petros; Finkenrath, Jacob; Frezzotti, Roberto; Gagliardi, Giuseppe; Garofalo, Marco; et al. (2022-12-16), Probing the R-ratio on the lattice, arΧiv:2212.08467 [hep-lat]. 
  59. ↑ Hertzog, David; Roberts, Lee. Muon g − 2 storage ring starts a new life (англ.) ?. CERN Courier (October 27, 2014). Дата обращения: 26 апреля 2017.
  60. ↑ Giant magnet ring makes epic journey (англ.) ?. CERN Courier (July 19, 2013). Дата обращения: 26 апреля 2017.
  61. ↑ Grange, 2015, p. 679—680.
  62. ↑ Grange, 2015, p. 543.
  63. ↑ Grange, 2015, p. 132.
  64. ↑ Перейти обратно: 64,0 64,1 Grange, 2015, p. 138.
  65. ↑ Булгаков Александр. Доклад по теме: Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми (Fermilab) (pdf) (2021). Дата обращения: 21 августа 2023.
  66. ↑ Fermilab's Accelerator Complex (англ.). https://www.fnal.gov/. Fermi National Accelerator Laboratory (9 февраля 2023). Дата обращения: 21 августа 2023.
  67. ↑ Grange, 2015, p. 133.
  68. ↑ Albahri, PRAB, 2021, p. 6.
  69. ↑ Albahri, PRD, 2021, p. 3—4.
  70. ↑ Перейти обратно: 70,0 70,1 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 558.
  71. ↑ Grange, 2015, p. 79.
  72. ↑ Перейти обратно: 72,0 72,1 Grange, 2015, p. 84.
  73. ↑ Перейти обратно: 73,0 73,1 Grange, 2015, p. 527.
  74. ↑ (1984) «A New Measurement of the Positive Muon Lifetime». Phys Lett B 137 (1–2): 135–140. doi:10.1016/0370-2693(84)91121-3. Bibcode: 1984PhLB..137..135B.
  75. ↑ Перейти обратно: 75,0 75,1 Grange, 2015, p. 74.
  76. ↑ Grange, 2015, p. 515.
  77. ↑ Пешехонов В. Координатные строу-детекторы. Это ноу-хау динамично развивается в ЛФЧ (2001). Дата обращения: 17 августа 2023.
  78. ↑ Перейти обратно: 78,0 78,1 Grange, 2015, p. 583.
  79. ↑ Grange, 2015, p. 37.
  80. ↑ Grange, 2015, p. 590.
  81. ↑ Grange, 2015, p. 125.
  82. ↑ Grange, 2015, p. 119.
  83. ↑ Перейти обратно: 83,0 83,1 Grange, 2015, p. 85.
  84. ↑ Grange, 2015, p. 26.
  85. ↑ W. Gohn. Data acquisition with GPUs: The DAQ for the muon g − 2 experiment at Fermilab // . — doi:10.22323/1.282.0174. alt. source.
  86. ↑ Muon g − 2 Collaboration (англ.). Muon g − 2 Experiment. Fermilab. Дата обращения: 26 апреля 2017.

Литература

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Muon_g-2&oldid=17543604