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A New approach for measuring the muon anomalous magnetic moment and electric dipole moment

ミューオン異常磁気および電気双極子モーメント測定の新しいアプローチ

阿部 充志*; Bae, S.*; Beer, G.*; Bunce, G.*; Choi, H.*; Choi, S.*; Chung, M.*; da Silva, W.*; Eidelman, S.*; Finger, M.*; 深尾 祥紀*; 福山 武志*; Haciomeroglu, S.*; 長谷川 和男; 早坂 圭司*; 林崎 規託*; 久松 広美*; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 池田 博一*; 池野 正弘*; 居波 賢二*; 石田 勝彦*; Itahashi, T.*; 岩崎 雅彦*; 岩下 芳久*; 岩田 佳之*; 門野 良典*; Kamal, S.*; 紙谷 琢哉*; 神田 聡太郎*; Kapusta, F.*; 川越 清以*; 河村 成肇*; Kim, B.*; Kim, Y.*; 岸下 徹一*; 北村 遼   ; Ko, H. S.*; Kohriki, T.*; 近藤 恭弘   ; 久米 達哉*; Lee, M. J.*; Lee, S.*; Lee, W.*; Marshall, G. M.*; 松田 恭幸*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 村上 直*; 永嶺 謙忠*; Nakayama, H.*; 西村 昇一郎*; Nomura, D.*; 荻津 透*; Ohsawa, S.*; Oide, K.*; 大石 裕*; 岡田 信二*; Olin, A*; Omarov, Z.*; 大谷 将士*; Razuvaev, G.*; Rehman, A.*; 齊藤 直人*; Saito, N. F*; 佐々木 憲一*; Sasaki, O.*; Sato, N.*; 佐藤 優太郎*; Semertzidis, Y. K.*; 千代 浩司*; Shatunov, Y.*; 下村 浩一郎*; Shoji, M.*; Shwartz, B.*; Strasser, P.*; 須江 祐貴*; 末原 大幹*; Sung, C.*; Suzuki, K.*; Takatomi, H.*; Tanaka, M.*; 東城 順治*; 堤 裕樹*; 内田 智久*; Ueno, K.*; Wada, S.*; Won, E.*; Yamaguchi, H.*; 山中 隆志*; 山本 明*; 山崎 高幸*; 安田 浩昌*; 吉田 光宏*; 吉岡 瑞樹*

Abe, Mitsushi*; Bae, S.*; Beer, G.*; Bunce, G.*; Choi, H.*; Choi, S.*; Chung, M.*; da Silva, W.*; Eidelman, S.*; Finger, M.*; Fukao, Yoshinori*; Fukuyama, Takesh*; Haciomeroglu, S.*; Hasegawa, Kazuo; Hayasaka, Kiyoshi*; Hayashizaki, Noriyosu*; Hisamatsu, Hiromi*; Iijima, Toru*; Iinuma, Hiromi*; Ikeda, Hirokazu*; Ikeno, Masahiro*; Inami, Kenji*; Ishida, Katsuhiko*; Itahashi, T.*; Iwasaki, Masahiko*; Iwashita, Yoshihisa*; Iwata, Yoshiyuki*; Kadono, Ryosuke*; Kamal, S.*; Kamitani, T.*; Kanda, Sotaro*; Kapusta, F.*; Kawagoe, Kiyotomo*; Kawamura, Naritoshi*; Kim, B.*; Kim, Y.*; Kishishita, Tetsuichi*; Kitamura, Ryo; Ko, H. S.*; Kohriki, T.*; Kondo, Yasuhiro; Kume, Tatsuya*; Lee, M. J.*; Lee, S.*; Lee, W.*; Marshall, G. M.*; Matsuda, Yasuyuki*; Mibe, Tsutomu*; Miyake, Yasuhiro*; Murakami, Tadashi*; Nagamine, Kanetada*; Nakayama, H.*; Nishimura, Shoichiro*; Nomura, D.*; Ogitsu, Toru*; Ohsawa, S.*; Oide, K.*; Oishi, Y.*; Okada, Shinji*; Olin, A*; Omarov, Z.*; Otani, Masashi*; Razuvaev, G.*; Rehman, A.*; Saito, Naohito*; Saito, N. F*; Sasaki, Kenichi*; Sasaki, O.*; Sato, N.*; Sato, Yutaro*; Semertzidis, Y. K.*; Sendai, Hiroshi*; Shatunov, Y.*; Shimomura, Koichiro*; Shoji, M.*; Shwartz, B.*; Strasser, P.*; Sue, Yuki*; Suehara, Taikan*; Sung, C.*; Suzuki, K.*; Takatomi, H.*; Tanaka, M.*; Tojo, Junji*; Tsutsumi, Yuki*; Uchida, Tomohisa*; Ueno, K.*; Wada, S.*; Won, E.*; Yamaguchi, H.*; Yamanaka, Takashi*; Yamamoto, Akira*; Yamazaki, Takayuki*; Yasuda, Hiromasa*; Yoshida, Mitsuhiro*; Yoshioka, Tamaki*

この論文はJ-PARCにおける、ミューオン異常磁気モーメント$$a_{mu}=(g-2)/2$$と電気双極子モーメント(EDM) $$d_{mu}$$を測定する新しいアプローチを紹介する。我々の実験のゴールは、これまでと独立の、1/10の運動量と1/20のストレージリングを用いて、$$a_{mu}$$$$d_{mu}$$をこれまでにない精密な磁場で測定することである。さらに過去の実験との顕著な違いは、1/1000の横エミッタンスミューオンビーム(サーマルミューオンビーム)を用い、効率的なソレノイドへ縦入射し、ミューオンからの崩壊陽電子をトラッキングし、その小さな運動量ベクトルを求める点である。$$a_{mu}$$は統計精度450ppb、系統誤差70ppb、EDMについては$$1.5times10^{-21}$$ e$$cdot$$cmの精度で測定することを目標とする。

This paper introduces a new approach to measure the muon magnetic moment anomaly $$a_{mu}=(g-2)/2$$ and the muon electric dipole moment (EDM) $$d_{mu}$$ at the J-PARC muon facility. The goal of our experiment is to measure $$a_{mu}$$ and $$d_{mu}$$ using an independent method with a factor of 10 lower muon momentum, and a factor of 20 smaller diameter storage-ring solenoid compared with previous and ongoing muon g-2 experiments with unprecedented quality of the storage magnetic field. Additional significant differences from the present experimental method include a factor of 1000 smaller transverse emittance of the muon beam (reaccelerated thermal muon beam), its efficient vertical injection into the solenoid, and tracking each decay positron from muon decay to obtain its momentum vector. The precision goal for $$a_{mu}$$ is a statistical uncertainty of 450 parts per billion (ppb), similar to the present experimental uncertainty, and a systematic uncertainty less than 70 ppb. The goal for EDM is a sensitivity of $$1.5times10^{-21}$$ e$$cdot$$cm.

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パーセンタイル:99.30

分野:Physics, Multidisciplinary

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