核心概念
本稿は、ミュー粒子の異常磁気モーメントに対する標準模型を超えた物理の寄与を計算するための解析的公式と近似式を包括的にまとめたハンドブックを提供する。
要約
ミュー粒子の異常磁気モーメント計算のための包括的なハンドブック
本稿は、ミュー粒子の異常磁気モーメント(g-2)に対する様々な物理的寄与を計算するための解析的公式と近似式を包括的にまとめたハンドブックを提供する。
背景
ミュー粒子の異常磁気モーメントは、標準模型を超えた物理に非常に敏感な重要な低エネルギー観測量である。標準模型の予測と実験データの間には、長年にわたり差異が認められており、新しい物理の存在を示唆している。
本稿の目的
新しい物理の寄与を決定する際には、近似式がよく用いられる。しかし、用いられる近似式は体系的に調べられておらず、適用範囲が明確でない場合が多い。本稿は、モデル構築者にとって有用なハンドブックとなる、標準的な相互作用に対する包括的な解析結果と近似式を提供することを目的とする。
内容
本稿では、スカラー媒介とベクトル媒介の場合の解析式と近似式を収集している。具体的には、以下の内容が含まれている。
- ミュー粒子のg-2に対する簡略化されたモデルの紹介
- 標準的な相互作用に対するミュー粒子のg-2への寄与
- ループ関数の解析形式:スカラー媒介の場合とベクトル媒介の場合
- ループ関数の展開:スカラー媒介の場合とベクトル媒介の場合
- 特定のモデルにおける適用例
結論
本稿で提供される解析的公式と近似式は、ミュー粒子のg-2に対する新しい物理の寄与を計算するための貴重なリソースとなる。これらの公式は、モデル構築者が新しい物理モデルを構築し、実験データと比較する際に役立つであろう。
統計
標準模型のミュー粒子の異常磁気モーメントの最も正確な予測値は、2020年のホワイトペーパーから116591810(43) × 10^-11と計算されている。
BNLとFNAL Run-1のデータを組み合わせた平均実験結果は、aExp µ = 116592061(41) × 10^-11であり、2020年のホワイトペーパーの予測値との間に4.2σの discrepancy がある。
2023年にFNALミュー粒子g-2実験で発表されたRun-2とRun-3のデータは、BNLとFNAL Run-1のデータと一致している。
最新の世界平均はaExp µ = 116592059(22) × 10^-11であり、2020年のホワイトペーパーの予測値との間に5.1σの偏差がある。
引用
「ミュー粒子の異常磁気モーメント(aMDM)は、新しい物理に敏感な重要な低エネルギー観測量の一つである。」
「新しい物理の寄与を決定する際には、近似式がよく用いられる。しかし、用いられる近似式は体系的に調べられておらず、適用範囲が明確でない場合が多い。」
「本稿は、モデル構築者にとって有用なハンドブックとなる、標準的な相互作用に対する包括的な解析結果と近似式を提供することを目的とする。」