Servizio Fondi Esterni > Progetto PRIN2022ENJMRS

Loghi

Progetto

INSIGHT

Codice

PRIN2022ENJMRS

Descrizione

Questo progetto di ricerca mira a potenziare ulteriormente le ricerche sulla violazione del sapore nei leptoni carichi (cLFV), sfruttando al massimo il potenziale dell’apparato MEG II e preparando il terreno per una nuova ricerca del momento di dipolo elettrico del muone (muon EDM). L’esperimento MEG II, aggiornamento dell’esperimento MEG, ha l’obiettivo di migliorare la sensibilità del decadimento μ+ → e+ gamma raggiungendo una sensibilità di 6 x 10^-14. Il progetto esplorerà anche nuovi canali di decadimento come μ+ → e+ a e μ+ → e+ a γ, dove a è un bosone scalare leggero noto anche Axion Like Particle. Inoltre, utilizzerà per la prima volta a livello mondiale la tecnica “frozen-spin” per la ricerca del momento di dipolo elettrico del muone, migliorando la sensibilità di tre ordini di grandezza, fino a 6 x 10^-23 e cm nell’ambito dell’esperimento muEDM attualmente in fase di costruzione. Il progetto cerca di scoprire nuova fisica studiando contemporaneamente i modi di decadimento e le proprietà intrinseche del muone, con l’obiettivo di rispondere a domande fondamentali sul Modello Standard e sulla fisica oltre il Modello Standard (BSM).

Description

This research project aims to further enhance studies on charged lepton flavor violation (cLFV) by fully leveraging the potential of the MEG II apparatus and laying the groundwork for a new search for the muon electric dipole moment (muon EDM). The MEG II experiment, an upgrade of the MEG experiment, aims to improve the sensitivity to the decay μ+ → e+ γ, achieving a sensitivity of 6 x 10⁻¹⁴. The project will also explore new decay channels, such as μ+ → e+ a and μ+ → e+ a γ, where a is a light scalar boson known as an Axion-Like Particle. Additionally, it will utilize, for the first time worldwide, the “frozen-spin” technique to search for the muon electric dipole moment, improving sensitivity by three orders of magnitude, down to 6 x 10⁻²³ e·cm, as part of the muEDM experiment currently under construction. The project seeks to uncover new physics by simultaneously studying the decay modes and intrinsic properties of the muon, aiming to answer fundamental questions about the Standard Model and physics beyond the Standard Model (BSM).

Finalità

Le finalità del progetto INSIGHT sono di ricercare segnali di fisica oltre il Modello Standard attraverso lo studio del leptone muone. Questo obiettivo verrà perseguito sia analizzando i suoi decadimenti con una sensibilità mai raggiunta prima, sia impiegando tecniche innovative per aumentare di tre ordini di grandezza la sensibilità nella misura del suo momento di dipolo elettrico.

Goals

The goals of the INSIGHT project are to search for signals of physics beyond the Standard Model through the study of the muon lepton. This objective will be pursued by analyzing its decays with unprecedented sensitivity and employing innovative techniques to improve the sensitivity of its electric dipole moment measurement by three orders of magnitude.

Risultati attesi

Ci attendiamo di avviare i lavori, in collaborazione con altri gruppi sperimentali, per aumentare le attuali sensibilità in due direzioni principali. Da un lato, intendiamo migliorare la ricerca delle Axion Like Particles, esplorando uno spazio dei parametri accessibile attraverso lo studio del decadimento del leptone muone. Dall’altro, puntiamo a dimostrare l’efficacia della tecnica del “frozen spin” per la misura del momento di dipolo elettrico del muone e a ottenere una misura del suo valore con la sensibilità precedentemente indicata. Questi risultati rappresenterebbero un importante passo avanti nella ricerca di fisica oltre il Modello Standard.

Expected results

We expect to initiate efforts, in collaboration with other experimental groups, to enhance current sensitivities in two main directions. On one hand, we aim to improve the search for Axion-Like Particles by exploring a parameter space accessible through the study of muon lepton decays. On the other hand, we intend to demonstrate the effectiveness of the “frozen spin” technique for measuring the muon electric dipole moment and to achieve a measurement of its value with the previously indicated sensitivity. These results would represent a significant step forward in the search for physics beyond the Standard Model.

Budget totale progetto

€ 98.414,00

Contributo