MARC

 008260126s2023        us                              c    eng  d
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■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a593.7
■1001  ▼aLahert,  Shaun.
■24510▼aThe  Light-Quark  Connected  Contribution  to  the  Muon's  Anomalous  Magnetic  Moment
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Illinois  at  Urbana-Champaign▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a150  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Pitts,  Kevin;El-Khadra,  Aida  X.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.Physics.)--University  of  Illinois  at  Urbana-Champaign,  2023.
■520    ▼aUnderstanding  the  apparent  disagreement  between  the  experimental  determination  and  theoretical  prediction  of  the  muon's  anomalous  magnetic  moment,  aµ,  is  a  central  goal  of  high  energy  physics.  An  ongoing  experiment  at  Fermilab,  E989,  aims  at  reducing  the  uncertainty  on  the  experimental  value,  already  at  0.35  ppm,  by  a  further  factor  of  four  (approximately).  Alongside  this,  a  new  experiment  at  JPARC,  E34,  is  under  construction  with  comparable  precision  goals.  Correspondingly,  reduction  of  the  theoretical  prediction's  uncertainty  is  a  vital  part  of  understanding  the  apparent  tension.  The  prediction  is  made  using  the  Standard  Model,  our  current  best  understanding  of  particle  physics.  The  dominant  source  of  uncertainty  in  this  result  arises  from  the  leading-order  hadronic  vacuum  polarization  (HVP)  contribution,  aµHVP,LO.There  are  currently  two  approaches  for  obtaining  this  contribution.  The  first  is  a  data-driven  approach,  using  a  dispersion  relation  to  obtain  the  HVP,  which  the  accepted  theoretical  result  is  based  upon.  This  approach  takes,  as  input,  experimental  data  of  the  cross  section  for  electron-positron  scattering  to  obtain  the  so-called  R-ratio,  a  function  related  to  the  HVP.  The  second  approach  is  a  first  principles'  method,  lattice  quantum  chromodynamics  (LQCD),  where  one  puts  the  hadronic  part  of  the  standard  model,  quantum  chromodynamics  (QCD)  on  a  discrete  spacetime  lattice.  Within  this  approach,  one  calculates  the  Euclidean  correlation  function  (roughly  the  Fourier  transform  of  the  HVP)  on  the  lattice  and  numerically  integrates  it  over  Euclidean  time  to  obtain  aµHVP,LO  .  To  date,  one  LQCD  calculation,  by  the  BMW  collaboration,  has  reached  the  precision  of  the  data-driven  approach.  Their  prediction  lies  between  the  data-driven  based  prediction  and  the  experimental  result.  Hence,  additional  lattice  calculations  are  paramount  to  help  shed  light  on  these  tensions.The  work  in  this  thesis  is  a  series  of  calculations  related  to  the  dominant,  light-quark  (up  and  down)  contribution  to  aµHVP,LO  in  the  isospin-symmetric  limit,  aµll  (conn.),  using  LQCD.  In  particular,  a  complete  calculation  of  the  continuum,  infinite-volume,  physical  result  for  aµll  (conn.),  limited  to  an  intermediate  Euclidean  time  region,  W,  is  presented.  A  value  of  aµll,W  (conn.)  =  206.5(1.0),  is  obtained  which  is  found  to  be  in  excellent  agreement  with  all  other  recent  lattice  determinations.  A  value  for  a  secondary  window  region,  W2,  later  in  Euclidean  time,  more  amenable  to  the  effective-field-theory  (EFT)  based  lattice-correction  schemes,  is  computed.  A  value  of  aµll,W  (conn.)  =  100.7(3.1)  is  obtained,  which  again  is  found  to  be  in  good  agreement  with  the  single  previous  determination.  Included  in  these  calculations  is  a  comprehensive  treatment  of  the  different  EFT-based  schemes  and  their  applicability  in  different  regions  of  Euclidean  time.  This  work  is  performed  using  the  highly-improved-staggered-quark  (HISQ)  formalism  of  LQCD  on  four  different  SU(3)  gauge  ensembles  with  lattice  spacings  spanning  0.15−0.06  fm.  Alongside  this  is  a  detailed  study  of  the  unique  discretization  effects  associated  with  the  staggered-quark  formalism,  namely  the  additional  taste  quantum  number  and  the  temporal  oscillations  in  the  correlation  functions  which  are  integrated  to  obtain  aµll  (conn.).Finally,  a  proof-of-principle  calculation  of  the  two-pion  contribution  to  aµll  (conn.)  is  performed  at  a  lattice  spacing  of  0.15  fm.  This  calculation  addresses  the  well-known  signal-to-noise  problem  in  the  long-Euclidean-distance  tail  of  the  light-quark  correlation  function.  Explicit  two-pion  operators  are  used  to  precisely  resolve  the  low-lying  two-pion  state's  energies  and  amplitudes  through  solving  a  generalized-eigenvalue  problem.  These  energies  and  amplitudes  are  used  to  reconstruct  correlation  function  in  the  long-distance  region.  This  approach  was  found  to  reduce  statistical  uncertainty  on  aµll  (conn.)  significantly.
■590    ▼aSchool  code:  0090.
■650  4▼aParticle  physics
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aQuantum  physics
■653    ▼aMuon's  anomalous  magnetic
■653    ▼aMagnetic  moment
■653    ▼aQuantum  chromodynamics
■653    ▼aHadronic  vacuum  polarization
■690    ▼a0798
■690    ▼a0599
■690    ▼a0605
■71020▼aUniversity  of  Illinois  at  Urbana-Champaign▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0090
■791    ▼aPh.D.Physics.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359776▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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