Qweak 实验——在 TeV 能标搜寻新物理

一项在 1.16 GeV 入射能量下，于极低$Q^2$处测量纵向极化电子从质子散射中宇称破坏分析本领的新高精度测量，正处于在杰斐逊实验室 (JLab) 执行的最后准备阶段。通过在$Q^2 = 0.03$ (GeV/c)$^2$处对弹性电子 - 质子散射中的宇称破坏不对称性进行 2200 小时的测量，使用 180 微安、85% 极化束流轰击 0.35 米长的液氢靶，将以 4% 的综合统计与系统误差确定质子弱荷$Q_w = 1 - 4\sin^2(\theta_W)$。标准模型基于弱混合角$\sin^2(\theta_W)$从 Z 极点向下运行至较低能量，对$Q_w$做出了明确预测。在低$Q^2$处，$\sin^2(\theta_W)$的任何显著偏离其标准模型预测值都将构成新物理的信号。若不存在新物理，拟议中的实验将提供$\sin^2(\theta_W)$的 0.3% 精度测定，使其成为极具竞争力的弱混合角测量。与当前实验互补的是在 JLab 升级后的 CEBAF 上正在考虑的 11 GeV 宇称破坏 Moller 散射中电子弱荷的测量。该实验的目标是以媲美或优于 Z 极点处任何单项测量的精度测定$\sin2(\theta_W)$。