Эта статья является кандидатом к лишению статуса хорошей

Muon g-2

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Стабильная версия, проверенная 4 ноября 2024.
Перейти к навигации Перейти к поиску
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[1][2] (E989[3], Muon g − 2, произносится как «мюон джи минус два»[4])[К 1] — эксперимент по физике элементарных частиц, поставленный в Фермилабе с целью измерения аномального магнитного момента мюона с точностью до 0,14 ppm[3][5][6]. Такая точность позволяет считать этот эксперимент одним из самых чувствительных тестов для предсказаний Стандартной модели[7][8].

Мюон, как и его более лёгкий аналог — электрон, ведёт себя как крошечный магнит[9][10]. Скорость вращения спина во внешнем магнитном поле определяется g-фактором мюона. Эту скорость вращения косвенно измеряют в эксперименте Muon g − 2[11].

Значение g-фактора мюона немного превышает 2[8], что отражено в названии эксперимента. Малое отличие от 2 (его «аномальная» часть) вызвано флуктуациями вакуума, влияние которых вычисляются методами теории возмущений квантовой теории поля. Измеряя величины g − 2 с высокой точностью и, сравнивая его значение с предсказанным теоретическим значением, можно выяснить, насколько хорошо эти величины согласуются между собой. Отклонение экспериментального значения от предсказаний Стандартной модели указывало бы на существование ещё неоткрытых частиц или неизвестной силы[12][13].

9 июля 2023 года коллаборация Muon g-2 завершила наработку экспериментальных данных, продолжавшуюся шесть лет[14]. Первые результаты, полученные после обработки данных первого года работы, были опубликованы 7 апреля 2021 года[15]. Учёные сообщили, что результаты исследований мюонов отличаются от предсказаний Стандартной модели и, соответственно, могут потребовать пересмотра существующей модели элементарных частиц[10][16]. 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[14].

История

[править | править код]

ЦЕРН

[править | править код]
Накопительное кольцо для эксперимента Muon g − 2 в ЦЕРНе.

Первый эксперимент Muon g − 2 стартовал в ЦЕРНе в 1957 году по инициативе Л. Ледермана[17][18][19]. Группа из шести физиков организовала проведение этого опыта на синхроциклотроне в ЦЕРНе. Опубликованные в 1960 году первые результаты согласовались с теоретическим значением в пределах 10 % точности. Этот вклад согласовался также с вычисленным Д. Швингером вкладом в гиромагнитное отношение для электрона флуктуаций вакуума в квантовой электродинамике[19]. g-фактор принято записывать в виде , где 2 — значение, предсказанное для дираковского фермиона, a — аномальный магнитный момент[8]. Оказалось, что для лёгкого электрона теория хорошо согласуется с экспериментом, но для более тяжёлого мюона, вклад других взаимодействий в значение g-фактора увеличен в 43000 раз. Поэтому точное измерение этого параметра позволяет исследовать даже неизвестные взаимодействия за пределами Стандартной модели[19]. Последующие эксперименты (CERN I) подтвердили предсказания квантовой электродинамики с точностью 0,4 %[20][21].

Второй эксперимент (CERN II), начатый другой группой в 1966 году, проводился на протонном синхротроне 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[21].

Окончательные результаты третьего эксперимента (CERN III), начатого в 1969 году, представили в 1979 году[22] подтвердив тем самым теорию с точностью 0,00073 %. Точность этих измерений также позволила увидеть влияние сильных взаимодействий на гиромагнитное отношение[21].

В первых экспериментальных установках были отработаны технологии и методы для измерений аномального магнитного момента мюона, которые использовалась в последующих опытах[23]. Соединённые Штаты взяли на себя проведение эксперимента Muon g − 2 в 1984 году[24].

Брукхейвенская национальная лаборатория

[править | править код]

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[25], но его также называли «мюонным экспериментом в БНЛ»[14]. Подготовка к эксперименту Muon g − 2 в Брукхейвене проходила с 1989 по 1996 год, а данные для анализа поступали с 1997 по 2001 год[26].

В новом опыты использовались методы, аналогичные последнему из экспериментов в ЦЕРНе, с целью двадцатикратного повышения точности[27]. 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[23].

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[28].

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[30].

Фермилаб

[править | править код]

Фермилаб продолжает эксперимент по измерению аномального магнитного момента мюона, проведённый в Брукхейвене[31][32]. 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[32][33]. 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[34].

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[35][36]. 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[37]. Сбор данных планировалось завершить до 2020 года[38].

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[10].

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[14].

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[25]. 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[39]. Ожидается, что окончательный результат, который будет опубликован в 2025 году, окажется в два раза точнее, чем результат 2023 года[14].

Теория магнитных моментов

[править | править код]
Однопетлевая поправка порядка , где α — постоянная тонкой структуры, к магнитному моменту фермиона[40].

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

где g — гиромагнитное отношение, ħ — постоянная Планка. Для электрона и мюона g = 2, что следует из уравнения Дирака[8].

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[19]. 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[41].

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[42]. 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 , поскольку количество диаграмм быстро растёт с увеличением порядка теории возмущений: в первом порядке — одна диаграмма (на рисунке), во втором — 9[40], в третьем — более 100, в четвёртом — более 1000[43], а в пятом — несколько десятков тысяч[44]. Вклад сильных взаимодействий оказался на четыре порядка меньше вклада электромагнитных взаимодействий, но точность измерений уже существенна для учёта этого вклада[45]. Вклад электрослабого взаимодействия ещё в 50 раз меньше, но его также нужно учитывать[46].

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[45][47]. Адронный вклад зависит от различных каналов превращения электрон-позитронной пары в адроны, которые могут быть измерены экспериментально[48]. 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[49][50]. 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−
[51], 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[52]. 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 соотношениями[53]. 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[9].

Не используя экспериментальные результаты, различные адронные вклады в аномальным магнитный момент можно рассчитывать используя вычисления КХД на решётке[43]. В 2021 годе коллаборация Будапешт — Марсель — Вупперталь (BMW) представила результаты расчётов g-фактора методом КХД на решётке[54][55], 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)[56][57] и European Twisted Mass Collaboration (ETMC)[58][59] приблизились к теоретическому значению, предполагая, что в используемых Фермилабом оценках R-отношения и адронной поляризации вакуума[англ.] могут оказаться систематические ошибки[60].

Оценку, основанную на экспериментальных данных, для вклада легких (u и d) кварков без нарушения изоспинной симметрии в так называемое промежуточное окно вклада поляризации адронного вакуума в аномальный магнитный момент мюона получили в работе[61], основываясь на рассчёте методом КХД на рёшетке и использующих экспериментальные данные феноменологических подходах. Вклад поляризации адронного вакуума является одним из наиболее сложных для расчёта компонентов аномального магнитного момента мюона в Стандартной модели. Оценка этого вклада составляет (198,8 ± 1,1) × 10−10 и находится в значительном противоречии (от 3,3 до 6,1 стандартных отклонений) с восемью предыдущими прецизионными расчётами КХД на решётке различными коллаборациями[61].

План

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

Магнит

[править | править код]

Центральное место в эксперименте занимает кольцевой сверхпроводящий магнит диаметром 50-футов (15 м), 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[62][63]. 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[64].

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)[65].

Пучок

[править | править код]

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)[66]. После этого пучок попадает в массивную мишень из инконеля 600, где происходит превращение протонов в пионы, энергия который составляет около 3,1 ГэВ[67]. 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[68], что также позволяет избавиться от более тяжёлых протонов[67][69]. Получившийся пучок антимюонов направляется в накопительное кольцо, где проводится эксперимент Muon g − 2[70][71].

Магический импульс

[править | править код]

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 , которая равна разности между частотой прецессии спина и циклотронной частотой [72]:

где  — электрическое поле,  — магнитное поле,  — скорость света,  — заряд мюона,  — масса мюона,  — скорость мюона,  — аномальный магнитный момент,  — гамма-фактор[73]. Пучок мюонов движется по окружности в однородном магнитном поле, направленным перпендикулярно плоскости орбиты, поэтому . Кроме того, при выборе импульса мюонов (этот магический импульс равен 3,094 ГэВ/c), при котором выполняется равенство , а полученная разница частот упрощается

Эта величина напрямую связана с аномальным магнитным моментом, чья точность также зависит от однородности магнитного поля[73][11].

Детекторы

[править | править код]

Измерение магнитного момента осуществляется 24 электромагнитными калориметрическими детекторами, которые равномерно распределены на внутренней стороне вакуумной камеры[74]. Калориметры измеряют энергию и время прихода (относительно времени инжекции) позитронов (и их количество) от антимюонного распада[англ.] в накопительном кольце[75]. Для мюонов будут наблюдаться электроны[76]. 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[79][76].

Трековые детекторы (детекторы на основе тонкостенных дрейфовых трубок)[80] регистрируют профиль антимюонного пучка[81]. 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[82][81].

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[83].

Аномальная частота прецессии

[править | править код]

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)[78]. 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[11]

где N0 — нормировочный множитель,  — 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[11].

Магнитное поле

[править | править код]

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 млрд−1, усреднённые по времени и распределению мюонов[84][85]. 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[86]. Внешние 378 ЯМР-датчиков, закреплённые сверху и снизу вакуумной камеры вдоль окружности в 72 точках[36], позволяют измерять магнитное поле во время эксперимента[75]. Калибровка датчиков проводится по ларморовской частоте протона в сферическом образце воды при эталонной температуре (34,7 °C) и перекрёстно откалиброван с использованием нового гелий-3 магнитометра[86].

Получение данных

[править | править код]

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[87]. 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[88].

Коллаборация

[править | править код]

В эксперименте участвуют следующие университеты, лаборатории и компании[89]:

Университеты

Лаборатории

Примечания

[править | править код]

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[29].
  3. ↑ Распад нестабильных частиц происходит по реакции[77][78]:
    μ−
     → e−
     + ν
    e     + ν
    μ    ,
    μ+
     → e+
     + ν
    e     + ν
    μ    .

Источники

  1. ↑ Григорьевна Бородина Евгения. Формирование физической картины мира. Учебное пособие. — М., Вологда: Инфра-Инженерия, 2024. — С. 222. — 296 с. — ISBN 978-5-9729-1965-9.
  2. ↑ Дементьев Александр Алексеевич. Популярная астрофизика. Философия космоса и пятое измерение. — АСТ, 2022. — 272 с. — ISBN 978-5-17-149038-6.
  3. ↑ 1 2 Grange, 2015, p. 6.
  4. ↑ Королев Владимир. Физики вернулись к исследованиям аномальных свойств мюона. https://nplus1.ru/. N+1 (5 июня 2017). Дата обращения: 19 августа 2023. Архивировано 19 августа 2023 года.
  5. ↑ Muon g − 2 Experiment (англ.). Fermilab. Дата обращения: 26 апреля 2017. Архивировано 9 декабря 2015 года.
  6. ↑ Miller, Katrina (2023-08-10). "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. Архивировано из оригинала на 11 августа 2023. Дата обращения: 11 августа 2023.{{cite news}}: Википедия:Обслуживание CS1 (бот: изначальный URL статус неизвестен) (ссылка)
  7. ↑ Keshavarzi, Alex; Khaw, Kim Siang; Yoshioka, Tamaki J. M. (2022-01-22). "Muon g − 2: A review". Nuclear Physics B. 975: 115675. arXiv:2106.06723. Bibcode:2022NuPhB.97515675K. doi:10.1016/j.nuclphysb.2022.115675. Архивировано 14 октября 2022. Дата обращения: 17 августа 2023.
  8. ↑ 1 2 3 4 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 540.
  9. ↑ 1 2 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. Архивировано 21 августа 2023 года.
  10. ↑ 1 2 3 Marc, Tracy (2021-04-07). "First results from Fermilab's Muon g − 2 experiment strengthen evidence of new physics" (Press release). Fermilab. Архивировано 7 апреля 2021. Дата обращения: 7 апреля 2021.
  11. ↑ 1 2 3 4 Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 4.
  12. ↑ "Muon g − 2 Collaboration to solve mystery" (Press release). Fermilab. Архивировано из оригинала 1 июля 2017. Дата обращения: 17 августа 2023.
  13. ↑ Gibney, Elizabeth (April 13, 2017). "Muons' big moment could fuel new physics". Nature. 544 (7649): 145—146. Bibcode:2017Natur.544..145G. doi:10.1038/544145a. PMID 28406224.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 "Muon g-2 doubles down with latest measurement, explores uncharted territory in search of new physics" (Press release). Fermilab. 2023-08-10. Архивировано 9 октября 2023. Дата обращения: 17 августа 2023.
  15. ↑ "First results from the Muon g − 2 experiment at Fermilab" (Press release). Fermilab. 2021-03-07. Архивировано 10 апреля 2021. Дата обращения: 17 августа 2023.
  16. ↑ Overbye, Dennis [in английский] (2021-04-07). "Finding from particle research could break known laws of physics". The New York Times. Архивировано 7 апреля 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.
  17. ↑ 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.
  18. ↑ Archives of Muon g − 2 experiment. CERN Archive (2007). Дата обращения: 4 марта 2020. Архивировано 4 марта 2020 года.
  19. ↑ 1 2 3 4 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 541.
  20. ↑ 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.
  21. ↑ 1 2 3 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 542.
  22. ↑ Combley, F.; Farley, F. J. M.; Picasso, E. (1981). "The CERN muon (g − 2) experiments". Physics Reports. 68 (2): 93—119. Bibcode:1981PhR....68...93C. doi:10.1016/0370-1573(81)90028-4. ISSN 0370-1573. Архивировано 17 августа 2023. Дата обращения: 17 августа 2023.
  23. ↑ 1 2 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 559.
  24. ↑ "Enigma of the muon" (Press release). European Organization for Nuclear Research (CERN). Архивировано 4 июля 2018. Дата обращения: 19 июля 2018.
  25. ↑ 1 2 Aguillard, D. P. (2023). "Measurement of the Positive Muon Anomalous Magnetic Moment to 0.20 ppm" (PDF). arXiv:2308.06230. Архивировано (PDF) 11 августа 2023. {{cite journal}}: Cite journal требует |journal= (справка)
  26. ↑ Muon g-2 Experiment. bnl.gov (11 августа 2023). Дата обращения: 17 августа 2023. Архивировано 11 августа 2023 года.
  27. ↑ Grange, 2015, p. 7.
  28. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 561.
  29. ↑ Grange, 2015, p. 39.
  30. ↑ Bennett, G. W. (April 7, 2006). "Final report of the E821 muon anomalous magnetic moment measurement at BNL". Physical Review D. 73 (7). arXiv:hep-ex/0602035. Bibcode:2006PhRvD..73g2003B. doi:10.1103/PhysRevD.73.072003.
  31. ↑ Farley, F. (2004). "The 47 years of muon g − 2". Progress in Particle and Nuclear Physics. 52 (1): 1—83. Bibcode:2004PrPNP..52....1F. doi:10.1016/j.ppnp.2003.09.004. ISSN 0146-6410.
  32. ↑ 1 2 Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 5.
  33. ↑ 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.
  34. ↑ Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 1.
  35. ↑ Holzbauer, J. L. (2016-12-09). "The Muon g − 2 Experiment Overview and Status as of June 2016". Proceedings, 12th International Conference on Beauty, Charm, and Hyperons in Hadronic Interactions (BEACH 2016): Fairfax, Virginia, USA, June 12–18, 2016. XIIth International Conference on Beauty, Charm, and Hyperons in Hadronic Interactions. J. Phys. Conf. Ser. Vol. 770. p. 012038. arXiv:1610.10069. doi:10.1088/1742-6596/770/1/012038. {{cite conference}}: |access-date= требует |url= (справка); |archive-url= требует |url= (справка) alt. source. Дата обращения: 17 августа 2023. Архивировано 2 июня 2021 года.
  36. ↑ 1 2 Keshavarzi, Khaw, and Yoshioka, 2022, p. 6.
  37. ↑ "Muon magnet's moment has arrived" (Press release). Архивировано 31 мая 2019. Дата обращения: 17 августа 2023.
  38. ↑ Gohn, W.; et al. (Muon g − 2 Collaboration) (2016-11-15). "The muon g − 2 experiment at Fermilab". 18th International Workshop on Neutrino Factories and Future Neutrino Facilities Search (NuFact16) Quy Nhon, Vietnam, August 21–27, 2016. arXiv:1611.04964. alt source.
  39. ↑ 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. Архивировано 5 сентября 2023 года.
  40. ↑ 1 2 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 543.
  41. ↑ "Physicists publish worldwide consensus of muon magnetic moment calculation" (Press release). Fermilab. 2020-06-11. Архивировано 12 апреля 2021. Дата обращения: 17 августа 2023.
  42. ↑ The Many Paths of Muon Math (англ.). Brookhaven National Laboratory (18 ноября 2020). Дата обращения: 18 мая 2023. Архивировано 18 мая 2023 года.
  43. ↑ 1 2 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 544.
  44. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 545.
  45. ↑ 1 2 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 547.
  46. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 569.
  47. ↑ Grange, 2015, p. 43.
  48. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 549.
  49. ↑ Muon g-2 Theory Initiative (2020-12-03). "The anomalous magnetic moment of the muon in the Standard Model". Physics Reports (англ.). 887: 1—166. arXiv:2006.04822. Bibcode:2020PhR...887....1A. doi:10.1016/j.physrep.2020.07.006. Архивировано 13 августа 2023. Дата обращения: 17 августа 2023.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (числовые имена: authors list) (ссылка)
  50. ↑ Home | Muon g-2 Theory (англ.). muon-gm2-theory.illinois.edu. Дата обращения: 14 марта 2023. Архивировано 14 марта 2023 года.
  51. ↑ 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". arXiv:2302.08834. {{cite arXiv}}: Явное указание et al. в: |author= (справка)
  52. ↑ Ignatov, Fedor. e+e- → π+π- with the CMD-3 detector (англ.) (pdf) (27 марта 2023). — Presentation. Дата обращения: 21 августа 2023. Архивировано 19 августа 2023 года.
  53. ↑ Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 553.
  54. ↑ Borsanyi, Sz. (2021-05-06). "Leading hadronic contribution to the muon magnetic moment from lattice QCD". Nature (англ.). 593 (7857): 51—55. arXiv:2002.12347. Bibcode:2021Natur.593...51B. doi:10.1038/s41586-021-03418-1. ISSN 0028-0836. PMID 33828303. Архивировано 12 августа 2023. Дата обращения: 17 августа 2023.
  55. ↑ Budapest-Marseille-Wuppertal Collaboration (нем.). www.bmw.uni-wuppertal.de. Дата обращения: 17 августа 2023. Архивировано 26 июля 2023 года.
  56. ↑ 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.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  57. ↑ Coordinated Lattice Simulations (англ.). DESY. Дата обращения: 17 августа 2023. Архивировано 14 марта 2023 года.
  58. ↑ Alexandrou, Constantia; Bacchio, Simone; Dimopoulos, Petros; Finkenrath, Jacob; Frezzotti, Roberto; Gagliardi, Giuseppe; Garofalo, Marco; Hadjiyiannakou, Kyriakos; Kostrzewa, Bartosz; Jansen, Karl; Lubicz, Vittorio; Petschlies, Marcus; Sanfilippo, Francesco; Simula, Silvano; Urbach, Carsten (2022-12-20). "Short & intermediate distance HVP contributions to muon g-2: SM (lattice) prediction versus e+e− annihilation data". arXiv:2212.10490 [hep-ph].
  59. ↑ European Twisted Mass Collaboration (нем.). www-zeuthen.desy.de. Дата обращения: 14 марта 2023. Архивировано 5 февраля 2023 года.
  60. ↑ Alexandrou, Constantia; Bacchio, Simone; De Santis, Alessandro; Dimopoulos, Petros; Finkenrath, Jacob; Frezzotti, Roberto; Gagliardi, Giuseppe; Garofalo, Marco; Hadjiyiannakou, Kyriakos; Kostrzewa, Bartosz; Jansen, Karl; Lubicz, Vittorio; Petschlies, Marcus; Sanfilippo, Francesco; Simula, Silvano (2022-12-16). "Probing the R-ratio on the lattice". arXiv:2212.08467 [hep-lat].
  61. ↑ 1 2 Benton, G.; Boito, D.; Golterman, M.; Keshavarzi, A.; Maltman, K.; Peris, S. (2023). "Data-Driven Determination of the Light-Quark Connected Component of the Intermediate-Window Contribution to the Muon g − 2". Physical Review Letters. 131: 251803. doi:10.1103/PhysRevLett.131.251803. Дата обращения: 29 марта 2024.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  62. ↑ Hertzog, David; Roberts, Lee. Muon g − 2 storage ring starts a new life (брит. англ.). CERN Courier (27 октября 2014). Дата обращения: 26 апреля 2017. Архивировано 4 сентября 2017 года.
  63. ↑ Giant magnet ring makes epic journey (брит. англ.). CERN Courier (19 июля 2013). Дата обращения: 26 апреля 2017. Архивировано 6 декабря 2022 года.
  64. ↑ Grange, 2015, p. 679—680.
  65. ↑ Grange, 2015, p. 543.
  66. ↑ Grange, 2015, p. 132.
  67. ↑ 1 2 Grange, 2015, p. 138.
  68. ↑ Булгаков Александр. Доклад по теме: Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми (Fermilab) (pdf) (2021). Дата обращения: 21 августа 2023. Архивировано 21 августа 2023 года.
  69. ↑ Fermilab's Accelerator Complex (англ.). https://www.fnal.gov/. Fermi National Accelerator Laboratory (9 февраля 2023). Дата обращения: 21 августа 2023. Архивировано 21 августа 2023 года.
  70. ↑ Grange, 2015, p. 133.
  71. ↑ Albahri, PRAB, 2021, p. 6.
  72. ↑ Albahri, PRD, 2021, p. 3—4.
  73. ↑ 1 2 Логашенко, Эйдельман, 2018, с. 558.
  74. ↑ Grange, 2015, p. 79.
  75. ↑ 1 2 Grange, 2015, p. 84.
  76. ↑ 1 2 Grange, 2015, p. 527.
  77. ↑ Bardin, G.; Duclos, J.; Magnon, A.; Martino, J.; Zavattini, E. (1984). "A New Measurement of the Positive Muon Lifetime". Phys Lett B. 137 (1—2): 135—140. Bibcode:1984PhLB..137..135B. doi:10.1016/0370-2693(84)91121-3. Архивировано 19 августа 2023. Дата обращения: 19 августа 2023.
  78. ↑ 1 2 Grange, 2015, p. 74.
  79. ↑ Grange, 2015, p. 515.
  80. ↑ Пешехонов В. Координатные строу-детекторы. Это ноу-хау динамично развивается в ЛФЧ (2001). Дата обращения: 17 августа 2023. Архивировано 17 августа 2023 года.
  81. ↑ 1 2 Grange, 2015, p. 583.
  82. ↑ Grange, 2015, p. 37.
  83. ↑ Grange, 2015, p. 590.
  84. ↑ Grange, 2015, p. 125.
  85. ↑ Grange, 2015, p. 119.
  86. ↑ 1 2 Grange, 2015, p. 85.
  87. ↑ Grange, 2015, p. 26.
  88. ↑ Gohn, W.; et al. (Muon g − 2 Collaboration) (2016-11-15). "Data acquisition with GPUs: The DAQ for the muon g − 2 experiment at Fermilab". Proceedings, 38th International Conference on High Energy Physics (ICHEP 2016): Chicago, Illinois, USA, August 3–10, 2016. p. 174. arXiv:1611.04959. Bibcode:2016arXiv161104959G. doi:10.22323/1.282.0174.{{cite conference}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка) alt. source. Дата обращения: 17 августа 2023. Архивировано 2 июня 2021 года.
  89. ↑ Muon g − 2 Collaboration (англ.). Muon g − 2 Experiment. Fermilab. Дата обращения: 26 апреля 2017. Архивировано 14 апреля 2021 года.

Литература

[править | править код]

Ссылки

[править | править код]


Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Muon_g-2&oldid=141253711