缪子 g-2 异常与 $e^\pm$ 和 $\mu^\pm$ 终态散射中的新物理

标准模型对缪子反常磁矩 $a_\mu$ 的预测与实验结果之间存在 4.2$\sigma$ 偏差，且伴随其他异常现象。该预测的一个关键输入是从 $\sigma_{\rm had} =\sigma(e^+e^- \to\,$强子) 数据推断出的强子真空极化 $a_\mu^{\rm HVP}$。然而，来自 KLOE 和 BaBar 的两个最精确的 $\sigma_{\rm had}$ 测定结果相差近 3$\,\sigma$。此外，结合的数据驱动结果与最精确的 $a_{\mu}^{\rm HVP}$ 格点计算结果相差 2.1$\,\sigma$。我们表明，所有这些偏差都可以通过一种新玻色子来解释，该玻色子在 KLOE 质心能量附近共振产生并立即衰变，在终态中产生 $e^+e^-$ 和 $\mu^+\mu^-$ 对。这引发了三种不同的效应：(i) 额外的 $e^+e^-$ 事件将影响基于 Bhabha 截面测量确定的 KLOE 亮度，进而影响推断的 $\sigma_{\rm had}$ 值；(ii) 额外的 $\mu^+\mu^-$ 事件将影响通过 $\pi^+\pi^-\gamma$ 与 $\mu^+\mu^-\gamma$ 事件比值（与亮度无关）测量确定的 $\sigma_{\rm had}$；(iii) 涉及该新玻色子的圈图将直接贡献于 $a_\mu$ 的预测。我们详细讨论了这种可能性，并提出了一个简单模型，该模型能够调和 KLOE 和 BaBar 的 $\sigma_{\rm had}$ 结果、数据驱动与格点计算的 $a_\mu^{\rm HVP}$ 结果、以及 $a_\mu$ 的预测值与测量值，同时满足所有唯象约束。