Measurement ofg/m for muons

Summary

A free running «muon stroboscope» was used to measure the ratio of the precession frequencies of muons (f) and protons in water (f _p) for the same magnetic field. The stroboscope frequency was 200 MHz. The results obtained were: positive muons stopping in bromo-form (f/f _p)⁺=3.18336±0.00007, negative muons stopping in water (f/f _p)$(f/f_p )_{H_2 O}^ - = 3.1808 \pm 0.0004$. The first ratio is assumed to be also that of the free particles and leads to the following values for (g/m ⁺ andm ⁺: (g/m)⁺=(9.6840±0.0002)·10⁻³ m _e ⁻¹,m ⁺=(206.766±0.005)m _e wherem _e is the electron mass. A diamagnetic correction is applied to the second ratio and an equivalent value$(g/m)_{H_2 O}^ -$ is obtained for negative muons stopping in water:$(g/m)_{H_2 O}^ - = (9.6760 \pm 0.0013) \cdot 10^{ - 3}$ m _e ⁻¹. Assuming equal masses for positive and negative muons we obtain: (g ⁻(H₂O)=g ⁺)/g ⁺==−(8.3±1.4)·10⁻⁴. The present experiment is in quite reasonable agreement with the recent Columbia experiment ofHutchinson et al. From the combined results of both experiments we havem ⁺=(206.765±0.002)m _e (12 p.p.m.) and (g ⁻(H₂O)−g ⁺)/g ⁺=−(8.9±0.8)·10⁻⁴.

Riassunto

Si è usato uno «stroboscopio di muoni» liberamente rotante per misurare le frequenze di precessione dei muoni (f) e dei protoni (f _p) in acqua per campi magnetici uguali. La frequenza dello stroboscopio era di 200 MHz. Si sono ottenuti i seguenti risultati: muoni positivi fermati in bromoformio (f/f _p)⁺=3.18336±0.00007, muoni negative fermati in acqua (f/f _p)$(f/f_p )_{H_2 O}^ - = 3.1808 \pm 0.0004$. Si ammette che il primo rapporto sia anche quello delle particelle libere, che porta ai seguenti valori per (g/m)⁺ em ⁺: (g/m)⁺=(9.6840±0.0002)·10⁻³ m ⁻¹_e ),m ^τ=(206.766±0.005)m _e in cuim _e è la massa dell ’elettrone. Si applica una correzione diamagnetica al secondo rapporto e si ottiene un valore equivalente$(g/m)_{H_2 O}^ -$ per muoni negativi fermati in acqua:$(g/m)_{H_2 O}^ - = (9.6760 \pm 0.0013) \cdot 10^{ - 3}$ m ⁻¹_e . Supponendo che i muoni positivi e negativi abbiano masse uguali, si ottiene (g ⁻(H₂O)−g ⁺)/g ⁺=−(8.3±1.4)·10⁻⁴. Questo esperimento si accorda in modo abbastanza ragionevole con il recente esperimento diHutchinson et al. alla Columbia University. Combinando i risultati di questi due esperimenti si ham ⁺=(206.765±0.002)m _e (12 p.p.m.) e (g ⁻(H₂O)−g ⁺)/g ⁺=−(8.9±0.8)·10⁻⁴.