We present a new measurement of the positive muon magnetic anomaly, $a$$μ$≡($g$$μ$-2)/2, from the Fermilab Muon g-2 Experiment using data collected in 2019 and 2020. We have analyzed more than 4 ...times the number of positrons from muon decay than in our previous result from 2018 data. The systematic error is reduced by more than a factor of 2 due to better running conditions, a more stable beam, and improved knowledge of the magnetic field weighted by the muon distribution $\tilde {ω}$'p, and of the anomalous precession frequency corrected for beam dynamics effects, $ω$$a$. From the ratio $ω$$a$/$\tilde {ω}$'$p$, together with precisely determined external parameters, we determine $a$$μ$ = 116592057(25)×10-11 (0.21 ppm). Combining this result with our previous result from the 2018 data, we obtain aμ(FNAL)=116592055(24)×10-11 (0.20 ppm). The new experimental world average is $a$$μ$(Exp)=116592059(22)×10-11 (0.19 ppm), which represents a factor of 2 improvement in precision.
Full text
Available for:
CMK, CTK, FMFMET, NUK, UL
The CERN Axion Solar Telescope (CAST) is currently the most sensitive axion helioscope designed to search for axions produced by the Primakoff process in the solar core. CAST is using a Large Hadron ...Collider (LHC) test magnet where axions could be converted into X-rays with energies up to 10 keV. During the phase I, the experiment operated with vacuum inside the magnet bores and covered axion masses up to 0.02 eV. In the phase II, the magnet bores were filled with a buffer gas (first super(4)He and later super(3)He) at various densities in order to extend the sensitivity to higher axion masses (up to 1.18 eV). The phase II data taking was completed in 2011. So far, no evidence of axion signal has been found and CAST set the most restrictive experimental limit on the axion-photon coupling constant over a broad range of axion masses. The latest CAST results with super(3)He data in the mass range 0.39 eV < m sub(a)< 0.64 eV will be presented.
Search for chameleons with CAST Anastassopoulos, V.; Arik, M.; Aune, S. ...
Physics letters. B,
10/2015, Volume:
749, Issue:
C
Journal Article
Peer reviewed
Open access
In this work we present a search for (solar) chameleons with the CERN Axion Solar Telescope (CAST). This novel experimental technique, in the field of dark energy research, exploits both the ...chameleon coupling to matter (βm) and to photons (βγ) via the Primakoff effect. By reducing the X-ray detection energy threshold used for axions from 1 keV to 400 eV CAST became sensitive to the converted solar chameleon spectrum which peaks around 600 eV. Even though we have not observed any excess above background, we can provide a 95% C.L. limit for the coupling strength of chameleons to photons of βγ≲1011 for 1<βm<106.
"Dunkle Materie" (DM) came from unexpected cosmological observations. Nowadays within our solar system, diverse observations also defy conventional explanations, like the main physical process(es) ...underlying the heating of the different solar atmospheric layers. Streaming DM offers a viable common scenario following gravitational focusing by the solar system bodies. This fits as the underlying process behind the solar cycle, which was the first signature suggesting a planetary dependency. The challenge, since 1859, is to find a remote planetary impact, beyond the extremely feeble planetary tidal force. We stress the possible involvement of an external impact by some overlooked "streaming invisible matter", which reconciles all investigated mysterious observations mimicking a not extant remote planetary force. Unexpected planetary relationships exist for both the dynamic Sun and Earth, reflecting multiple signatures for streaming DM. The local reasoning à la Zwicky is also suggestive for searches including puzzling biomedical phenomena. Favourite DM candidates are anti-quark-nuggets, magnetic monopoles, dark photons, or the composite "pearls". Then, anomalies within the solar system are the manifestation of the dark Universe. The tentative streaming DM scenario enhances spatiotemporally the DM flux favouring conditions for direct DM detection or extracting energy from the not-so-invisible as anticipated dark sector. Понятие темной материи (DM) введено для объяснения неожиданных результатов космологических наблюдений. В настоящее время разные явления, наблюдаемые в нашей солнечной системе, также не поддаются традиционным объяснениям, например, основные физические процессы, лежащие в основе нагрева различных слоев солнечной атмосферы. Концепция потоков DM с их последующей гравитационной фокусировкой телами Солнечной системы предлагает жизнеспособный общий сценарий для понимания таких явлений. Возможно это основной процесс, ответственный за солнечные циклы, у которых были обнаружены первыe признаки зависимости от параметров планет. Уже в 1859г. была поставлена задача найти удаленное планетарное воздействие, отличное от чрезвычайно слабой планетарной приливной силы. Мы подчеркиваем возможную причастность внешнего воздействия неучтенного "потока невидимой материи", что согласуется со всеми загадочными наблюдениями, ранее исследованными с привлeчением несуществующей удаленной планетарной силы. Множество следов "потоковой" ТМ проявляются в разного рода неожиданных связах, как динамического Солнца, так и и Земли. В частности, рассуждение в духе Цвикки наводит на размышления о поиске загадочных биомедицинских явлений. Предпочтительными носителями ТМ являются - крупицы антикварковой материи, магнитные монополи, темные фотоны или составные "жемчужины". Таким образом, аномалии внутри Солнечной системы являются проявлениями темной Вселенной. Неявный сценарий потока темной материи расширяет пространственно- временное распределение темной материи, создавая лучшие условия для прямого обнаружения или извлечения энергии из ранее недооцененного темного сектора. Предложенный предварительный сценарий предполагает усиление пространственно-временного потока темной материи, создавая условия для прямого обнаружения темной материи или извлечения энергии из невидимого, как предполагалось, темного сектора.
The calibration system of the Muon g–2 experiment Driutti, A.; Basti, A.; Bedeschi, F. ...
Nuclear instruments & methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment,
08/2019, Volume:
936
Journal Article
Peer reviewed
Open access
The Muon g–2 experiment at Fermilab (E989) plans to measure the muon anomalous magnetic moment to a precision of 140 parts per billion (ppb), which corresponds to a total uncertainty of 1.6×10−10. To ...achieve this level of precision the experiment must detect more than 1.8×1011 decay positrons by using the 24 calorimeters distributed around the muon storage ring. Each calorimeter consists of 54PbF2 crystals read out by SiPMs. The response of each of the 1296 channels must be calibrated and monitored to keep uncertainties due to gain fluctuations at the sub-per mil level in the time interval corresponding to one beam fill (700μs) and at the sub-percent level on longer time scales. These requirements are much more demanding than those needed by most high energy physics experiments. This paper presents a novel laser-based calibration system that distributes light to all calorimeter cells, while allowing one to correct for laser intensity fluctuations and to monitor the distribution chain stability at unprecedented levels of accuracy. Results on the system performance during the first few months of stored muon operation in 2018 are also presented.
•FNAL’s Muon g-2 Experiment calorimeters are calibrated with a laser-based system.•The laser calibration system yields sub-per-mil level calorimeter gain stability.•A laser pre-beam-injection pulse provides time synchronization.•Laser stability is measured via a redundant monitoring system.
The new Muon g-2 experiment at Fermilab (E989) will measure the muon anomaly aμ = (gμ -2)/2 to an uncertainty of 16 x 10−11 (0.14 ppm). The experiment is running with a positive muon beam. The decay ...positrons are detected by 24 electromagnetic calorimeters placed on the inner radius of the magnetic storage ring. As the gain fluctuation of each calorimeter channel must be corrected to a few parts in 104, a state-of-art laser calibration system has been realized which provides short laser pulses to the calorimeters. The monitoring of these light signals is done by specific photo-detectors read by a specialized Monitoring Electronics, which is organized in devoted crates and performs the full data acquisition of the calibration signals starting from pre-amplification, then digitization and finally transfer of the information. Here we describe few key elements of the whole system, namely the single readout channel of the Monitoring Board.
Advances in optomechanical force sensors Karuza, M.; Canadija, M.; Markanovic, M. ...
2021 44th International Convention on Information, Communication and Electronic Technology (MIPRO),
2021-Sept.-27
Conference Proceeding
Mechanical elements are successfully employed as force sensors in various devices. The sensors have reached impressive sensitivity of few nN/sqrt(Hz), but the quest for even more sensitive sensors is ...still on. The capability of sensing a single bacteria stuck to the sensor's surface in few seconds would provide unprecedented possibilities in various fields. Even in physics such sensitive sensors could be used in search for the elusive constituents of the dark sector. A possible interaction of either dark energy or dark matter with the sensor could be detected. A characterisation of an optimised sensor element will be presented along with it's properties.
"Dunkle Materie" (DM) came from unexpected cosmological observations. Nowadays within our solar system, diverse observations also defy conventional explanations, like the main physical process(es) ...underlying the heating of the different solar atmospheric layers. Streaming DM offers a viable common scenario following gravitational focusing by the solar system bodies. This fits as the underlying process behind the solar cycle, which was the first signature suggesting a planetary dependency. The challenge, since 1859, is to find a remote planetary impact, beyond the extremely feeble planetary tidal force. We stress the possible involvement of an external impact by some overlooked "streaming invisible matter", which reconciles all investigated mysterious observations mimicking a not extant remote planetary force. Unexpected planetary relationships exist for both the dynamic Sun and Earth, reflecting multiple signatures for streaming DM. The local reasoning à la Zwicky is also suggestive for searches including puzzling biomedical phenomena. Favourite DM candidates are anti-quark-nuggets, magnetic monopoles, dark photons, or the composite "pearls". Then, anomalies within the solar system are the manifestation of the dark Universe. The tentative streaming DM scenario enhances spatiotemporally the DM flux favouring conditions for direct DM detection or extracting energy from the not-so-invisible as anticipated dark sector. Понятие темной материи (DM) введено для объяснения неожиданных результатов космологических наблюдений. В настоящее время разные явления, наблюдаемые в нашей солнечной системе, также не поддаются традиционным объяснениям, например, основные физические процессы, лежащие в основе нагрева различных слоев солнечной атмосферы. Концепция потоков DM с их последующей гравитационной фокусировкой телами Солнечной системы предлагает жизнеспособный общий сценарий для понимания таких явлений. Возможно это основной процесс, ответственный за солнечные циклы, у которых были обнаружены первыe признаки зависимости от параметров планет. Уже в 1859г. была поставлена задача найти удаленное планетарное воздействие, отличное от чрезвычайно слабой планетарной приливной силы. Мы подчеркиваем возможную причастность внешнего воздействия неучтенного "потока невидимой материи", что согласуется со всеми загадочными наблюдениями, ранее исследованными с привлeчением несуществующей удаленной планетарной силы. Множество следов "потоковой" ТМ проявляются в разного рода неожиданных связах, как динамического Солнца, так и и Земли. В частности, рассуждение в духе Цвикки наводит на размышления о поиске загадочных биомедицинских явлений. Предпочтительными носителями ТМ являются - крупицы антикварковой материи, магнитные монополи, темные фотоны или составные "жемчужины". Таким образом, аномалии внутри Солнечной системы являются проявлениями темной Вселенной. Неявный сценарий потока темной материи расширяет пространственно- временное распределение темной материи, создавая лучшие условия для прямого обнаружения или извлечения энергии из ранее недооцененного темного сектора. Предложенный предварительный сценарий предполагает усиление пространственно-временного потока темной материи, создавая условия для прямого обнаружения темной материи или извлечения энергии из невидимого, как предполагалось, темного сектора.
The new muon (g−2) experiment E989 at Fermilab will be equipped with a laser calibration system for all the 1296 channels of the calorimeters. An integrating sphere and an alternative system based on ...an engineered diffuser have been considered as possible light distributors for the experiment. We present here a detailed comparison of the two based on temporal response, spatial uniformity, transmittance and time stability.
PDF
