Muon Colliders, Frictional Cooling and Universal Extra Dimensions

A muon collider combines the advantages of proton-proton and electron-positron colliders, sidestepping many of their disadvantages, and has the potential to make discoveries and precision measurements at high energies. However, muons bring their own technical challenges, largely relating to their instability. We present a summary of the motivations and R&D efforts for a muon collider. We detail a scheme for preparing high-luminosity muon beams on timescales shorter than the muon lifetime, and an experiment to demonstrate aspects of this scheme at the Max Planck Institute for Physics. We also investigate the potentials to discover physics beyond the standard model at a muon collider.
Ein Myon-Collider vereint die Vorteile eines Proton-Proton- und Elektron-Positron-Colliders und umgeht deren wesentliche Nachteile. Er hat das Potenzial, neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der Teilchenphysik zu ermöglichen und erlaubt Präzisionsmessungen bei hohen Energien. Allerdings birgt die Arbeit mit Myonen ihre eigenen technischen Herausforderungen, vor allem aufgrund der Instabilität der Myonen. Im Folgenden werden die Konzepte eines Myon-Colliders sowie die dafür notwendige Forschungs- und Entwicklungsarbeit zusammengefasst. Wir beschreiben detailliert ein System, das auf kleineren Zeitskalen als der Myonlebensdauer zur Gewinnung von Myonenstrahlen mit hoher Luminosität verwendet wird. Wir besprechen ein Experiment, das Aspekte dieses Systems am Max-Planck-Institut für Physik demonstrieren kann. Wir diskutieren auch die Möglichkeiten, Physik jenseits des Standardmodells an einem Myon-Collider zu entdecken.