通过 $\mu\,e$ 散射测量对缪子 g-2 的领头阶强子贡献

我们提出一项新实验，通过高能缪子与低 $Z$ 靶原子电子的散射过程 $\mu e \to \mu e$，在类空区域测量精细结构常数的跑动。该过程的微分截面作为动量转移平方 $t=q^2<0$ 的函数进行测量，可提供对缪子反常 $a^{\rm{HLO}}_{\mu}$ 领头阶强子贡献的直接灵敏度。通过使用能量为 150 GeV、平均速率约为 $\sim1.3\times 10^7$ 缪子/秒的缪子束流（目前在 CERN 北区可用），经过两年的数据采集，可在 $a^{\rm{HLO}}_{\mu}$ 上达到约 $\sim 0.3\%$ 的统计不确定度。这一对 $a^{\rm{HLO}}_{\mu}$ 的直接测量将提供一种独立的测定方法，可与类时色散方法相竞争，并巩固标准模型中对缪子 $g$-2 的理论预言。因此，它将允许对 Fermilab 和 J-PARC 未来缪子 $g$-2 实验的测量结果进行更确定的解释。