Hadronic Light-by-Light Contribution to the Muon g-2

强子逐光对 Muon g-2 的贡献

基本信息

项目摘要

The anomalous magnetic moment of the muon — the muon g-2 — is serving as a precision test for the Standard Model (SM) of particle physics. However, at the moment this test does not seem to work out, which is a hint for physics beyond the SM. There is a discrepancy between the SM prediction and the experimental value of the muon g-2. Presently, this discrepancy is at the level of 4.2 standard deviations. Two dedicated experiments at Fermilab and J-PARC aim, respectively, to refine and independently confirm the experimental value in the coming years. To rigorously answer the question whether we observe New Physics in the muon g-2 experiments, the accuracy of the SM prediction must be improved to complement the anticipated precision of the new Fermilab experiment. This should be achieved in our Joint Research Project JRP.The accuracy of the SM prediction is limited by hadronic contributions. We distinguish the hadronic vacuum polarization (HVP) and light-by-light scattering (HLbL)  contributions. While the HVP is about 2 orders of magnitude larger than the HLbL, the theoretical uncertainty of the HVP is only a factor of 2 larger than the uncertainty of the HLbL. Due to the complicated non-perturbative nature of quantum chromodynamics (QCD), hadronic contributions are rather hard to calculate. In the absence of a simple QCD description, we employ data-driven dispersive evaluations and lattice QCD. Our main objective is to improve the prediction of the HLbL contribution. Firstly, we will consolidate our existing lattice QCD calculation of the HLbL contribution and reduce the statistical and the systematic errors from the present 15% accuracy level to 10% or better. The ultimate aim is a direct calculation with physical pion mass. Secondly, we will perform data-driven dispersive evaluations of the different single- and multi-meson channel contributions. Here, we employ new experimental data-sets from the BESIII and MAMI facilities, that we generate in Project TFF. The two independent predictions — from lattice QCD and phenomenology — could then be combined into a weighted average, as is done for the presently recommended HLbL value.Considering the HVP contribution, there is a tension of 2.1 standard deviations between the presently accepted data-driven estimate, using experimentally measured hadronic cross sections, and the  lattice QCD prediction by the BMW Collaboration. Clearly, an independent lattice QCD calculation with comparable overall precision is required to clarify the situation. Therefore, our other objective is to compute isospin-breaking corrections to the HVP contribution that arise from electromagnetic and strong interaction effects. These are required to control the overall uncertainty at the sub-percent level. For the QED corrections, we will again have two approaches: 1) direct lattice QCD calculation; 2) a Cottingham-type formula with lattice QCD results for the forward HLbL amplitudes, obtained in Project LBL, as input.
μ子的异常磁矩——μ子g-2——被用作粒子物理学标准模型(SM)的精确测试。然而,目前这个测试似乎没有成功,这是一个超越SM的物理暗示。μ介子g-2的SM预测值与实验值存在差异。目前,这一差异处于4.2个标准差的水平。费米实验室和J-PARC分别进行了两个专门的实验,目的是在未来几年内完善和独立确认实验值。为了严格回答我们是否在μ子g-2实验中观察到新物理的问题,必须提高SM预测的精度,以补充新费米实验室实验的预期精度。这应该在我们的联合研究项目JRP中实现。SM预测的精度受到强子贡献的限制。我们区分了强子真空极化(HVP)和逐光散射(HLbL)的贡献。虽然HVP比HLbL大2个数量级,但HVP的理论不确定度仅比HLbL大2个数量级。由于量子色动力学(QCD)复杂的非微扰性质,强子贡献相当难以计算。在没有简单QCD描述的情况下,我们采用数据驱动的色散评估和晶格QCD。我们的主要目标是改进对高水平白细胞贡献的预测。首先,我们将巩固现有的关于HLbL贡献的点阵QCD计算,并将统计误差和系统误差从目前的15%精度水平降低到10%或更高。最终目标是直接计算物理介子质量。其次,我们将对不同的单介子和多介子通道贡献进行数据驱动的色散评估。在这里,我们使用了来自BESIII和MAMI设施的新实验数据集,这些数据集是我们在TFF项目中生成的。两个独立的预测——来自晶格QCD和现象学——然后可以组合成一个加权平均值,就像目前推荐的HLbL值一样。考虑到HVP的贡献,目前接受的数据驱动估计(使用实验测量的强子截面)与BMW协作的晶格QCD预测之间存在2.1个标准差的张力。显然,需要一个具有相当整体精度的独立晶格QCD计算来澄清这种情况。因此,我们的另一个目标是计算由电磁和强相互作用效应引起的HVP贡献的同位旋断裂修正。这些都是将总体不确定性控制在次百分比水平所必需的。对于QED修正,我们将再次采用两种方法:1)直接点阵QCD计算;2)将LBL项目中得到的HLbL正演振幅的点阵QCD结果的cottingham型公式作为输入。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Dr. Igor Danilkin其他文献

Dr. Igor Danilkin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Dr. Igor Danilkin', 18)}}的其他基金

Meson Transition Form Factors (Project TFF)
介子跃迁形状因子(TFF 项目)
  • 批准号:
    498960712
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Exotic Meson Spectroscopy (Project XYZ)
奇异介子光谱(XYZ 项目)
  • 批准号:
    498961343
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units

相似国自然基金

上调间充质干细胞LIGHT、IL-21及 Sig lec-10用于卵巢癌免疫协同增效治疗 的多模态影像学研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
LIGHT/HVEM-亮氨酸轴异常引起蜕膜基质细胞过度衰老致复发流产的机制研究
  • 批准号:
    32370914
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
LIGHT促NLRP3炎症小体活化介导他克莫司所致肾纤维化的作用机制研究
  • 批准号:
    82300855
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
LIGHT-HVEM通路提升CAR-T细胞抗肿瘤活性的机制研究
  • 批准号:
    82202031
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
LIGHT/TNFSF14通路对缺血再灌注肾损伤中细胞铁死亡影响的实验研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
气道上皮细胞经LIGHT/HVEM通路调控哮喘气道微环境内稳态的机制及干预研究
  • 批准号:
    2020A151501040
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
MSCs通过免疫刺激因子LIGHT介导抗原缺失变异性乳腺癌的免疫效应及机制
  • 批准号:
    LY21H160003
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Light助力中国科研团队提升国际影响力
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    6 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
LIGHT(TNFSF14)诱导子痫前期的机制及其转化医学研究
  • 批准号:
    2019JJ20035
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Light助力中国科研团队提升国际影响力
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    5 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似海外基金

Contribution of rod photoresponse inactivation kinetics to visual temporal contrast sensitivity in mesopic light.
视杆细胞光响应失活动力学对中间光中视觉时间对比敏感度的贡献。
  • 批准号:
    10375815
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Contribution of rod photoresponse inactivation kinetics to visual temporal contrast sensitivity in mesopic light
视杆细胞光响应失活动力学对中间光下视觉时间对比敏感度的贡献
  • 批准号:
    9197302
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Contribution of rod photoresponse inactivation kinetics to visual temporal contrast sensitivity in mesopic light.
视杆细胞光响应失活动力学对中间光中视觉时间对比敏感度的贡献。
  • 批准号:
    10578821
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Contribution of rod photoresponse inactivation kinetics to visual temporal contrast sensitivity in mesopic light
视杆光响应失活动力学对中间光下视觉时间对比敏感度的贡献
  • 批准号:
    9019065
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Contribution of cosmological constant on bending of light ray
宇宙学常数对光线弯曲的贡献
  • 批准号:
    15K05089
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Contribution of Dynein light chain-1 for efficient HIV-1 reverse transcription and the underlying molecular mechanisms
动力蛋白轻链1对高效HIV-1逆转录的贡献及其潜在分子机制
  • 批准号:
    287160
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
Contribution of Dynein light chain-1 for efficient HIV-1 reverse transcription and the underlying molecular mechanisms
动力蛋白轻链1对高效HIV-1逆转录的贡献及其潜在分子机制
  • 批准号:
    286981
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
digestibility and energetic contribution of polar bear summer diets in light of climate change
鉴于气候变化,北极熊夏季饮食的消化率和能量贡献
  • 批准号:
    374345-2009
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Development of light hydrogen storage adsorption material for safe hydrogen society with contribution of energy policy
开发轻质储氢吸附材料,为安全氢社会贡献能源政策
  • 批准号:
    23510196
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
digestibility and energetic contribution of polar bear summer diets in light of climate change
鉴于气候变化,北极熊夏季饮食的消化率和能量贡献
  • 批准号:
    374345-2009
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了