European Physical Journal C: Particles and Fields (May 2018)
The design of the MEG II experiment
- A. M. Baldini,
- E. Baracchini,
- C. Bemporad,
- F. Berg,
- M. Biasotti,
- G. Boca,
- P. W. Cattaneo,
- G. Cavoto,
- F. Cei,
- M. Chiappini,
- G. Chiarello,
- C. Chiri,
- G. Cocciolo,
- A. Corvaglia,
- A. de Bari,
- M. De Gerone,
- A. D’Onofrio,
- M. Francesconi,
- Y. Fujii,
- L. Galli,
- F. Gatti,
- F. Grancagnolo,
- M. Grassi,
- D. N. Grigoriev,
- M. Hildebrandt,
- Z. Hodge,
- K. Ieki,
- F. Ignatov,
- R. Iwai,
- T. Iwamoto,
- D. Kaneko,
- K. Kasami,
- P.-R. Kettle,
- B. I. Khazin,
- N. Khomutov,
- A. Korenchenko,
- N. Kravchuk,
- T. Libeiro,
- M. Maki,
- N. Matsuzawa,
- S. Mihara,
- M. Milgie,
- W. Molzon,
- Toshinori Mori,
- F. Morsani,
- A. Mtchedilishvili,
- M. Nakao,
- S. Nakaura,
- D. Nicolò,
- H. Nishiguchi,
- M. Nishimura,
- S. Ogawa,
- W. Ootani,
- M. Panareo,
- A. Papa,
- A. Pepino,
- G. Piredda,
- A. Popov,
- F. Raffaelli,
- F. Renga,
- E. Ripiccini,
- S. Ritt,
- M. Rossella,
- G. Rutar,
- R. Sawada,
- G. Signorelli,
- M. Simonetta,
- G. F. Tassielli,
- Y. Uchiyama,
- M. Usami,
- M. Venturini,
- C. Voena,
- K. Yoshida,
- Yu. V. Yudin,
- Y. Zhang
Affiliations
- A. M. Baldini
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- E. Baracchini
- ICEPP, The University of Tokyo
- C. Bemporad
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- F. Berg
- Paul Scherrer Institut PSI
- M. Biasotti
- INFN Sezione di Genova; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- G. Boca
- INFN Sezione di Pavia; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- P. W. Cattaneo
- INFN Sezione di Pavia; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- G. Cavoto
- INFN Sezione di Roma; Dipartimento di Fisica, dell’Università “Sapienza”
- F. Cei
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- M. Chiappini
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- G. Chiarello
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- C. Chiri
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- G. Cocciolo
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- A. Corvaglia
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- A. de Bari
- INFN Sezione di Pavia; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- M. De Gerone
- INFN Sezione di Genova; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- A. D’Onofrio
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- M. Francesconi
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- Y. Fujii
- ICEPP, The University of Tokyo
- L. Galli
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- F. Gatti
- INFN Sezione di Genova; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- F. Grancagnolo
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- M. Grassi
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- D. N. Grigoriev
- Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
- M. Hildebrandt
- Paul Scherrer Institut PSI
- Z. Hodge
- Paul Scherrer Institut PSI
- K. Ieki
- ICEPP, The University of Tokyo
- F. Ignatov
- Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
- R. Iwai
- ICEPP, The University of Tokyo
- T. Iwamoto
- ICEPP, The University of Tokyo
- D. Kaneko
- ICEPP, The University of Tokyo
- K. Kasami
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho
- P.-R. Kettle
- Paul Scherrer Institut PSI
- B. I. Khazin
- Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
- N. Khomutov
- Joint Institute for Nuclear Research
- A. Korenchenko
- Joint Institute for Nuclear Research
- N. Kravchuk
- Joint Institute for Nuclear Research
- T. Libeiro
- University of California
- M. Maki
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho
- N. Matsuzawa
- ICEPP, The University of Tokyo
- S. Mihara
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho
- M. Milgie
- University of California
- W. Molzon
- University of California
- Toshinori Mori
- ICEPP, The University of Tokyo
- F. Morsani
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- A. Mtchedilishvili
- Paul Scherrer Institut PSI
- M. Nakao
- ICEPP, The University of Tokyo
- S. Nakaura
- ICEPP, The University of Tokyo
- D. Nicolò
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- H. Nishiguchi
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho
- M. Nishimura
- ICEPP, The University of Tokyo
- S. Ogawa
- ICEPP, The University of Tokyo
- W. Ootani
- ICEPP, The University of Tokyo
- M. Panareo
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- A. Papa
- Paul Scherrer Institut PSI
- A. Pepino
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- G. Piredda
- INFN Sezione di Roma; Dipartimento di Fisica, dell’Università “Sapienza”
- A. Popov
- Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
- F. Raffaelli
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- F. Renga
- INFN Sezione di Roma; Dipartimento di Fisica, dell’Università “Sapienza”
- E. Ripiccini
- INFN Sezione di Roma; Dipartimento di Fisica, dell’Università “Sapienza”
- S. Ritt
- Paul Scherrer Institut PSI
- M. Rossella
- INFN Sezione di Pavia; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- G. Rutar
- Paul Scherrer Institut PSI
- R. Sawada
- ICEPP, The University of Tokyo
- G. Signorelli
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- M. Simonetta
- INFN Sezione di Pavia; Dipartimento di Fisica, dell’Università
- G. F. Tassielli
- INFN Sezione di Lecce; Dipartimento di Matematica e Fisica, dell’Università del Salento
- Y. Uchiyama
- ICEPP, The University of Tokyo
- M. Usami
- ICEPP, The University of Tokyo
- M. Venturini
- INFN Sezione di Pisa; Dipartimento di Fisica, dell’Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa; Scuola Normale Superiore
- C. Voena
- INFN Sezione di Roma; Dipartimento di Fisica, dell’Università “Sapienza”
- K. Yoshida
- ICEPP, The University of Tokyo
- Yu. V. Yudin
- Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
- Y. Zhang
- University of California
- DOI
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-018-5845-6
- Journal volume & issue
-
Vol. 78,
no. 5
pp. 1 – 60
Abstract
Abstract The MEG experiment, designed to search for the $${\mu ^+ \rightarrow \hbox {e}^+ \gamma }$$ μ+→e+γ decay, completed data-taking in 2013 reaching a sensitivity level of $${5.3\times 10^{-13}}$$ 5.3×10-13 for the branching ratio. In order to increase the sensitivity reach of the experiment by an order of magnitude to the level of $$6\times 10^{-14}$$ 6×10-14 , a total upgrade, involving substantial changes to the experiment, has been undertaken, known as MEG II. We present both the motivation for the upgrade and a detailed overview of the design of the experiment and of the expected detector performance.
