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1425, B. W. Lee and R. E. Shrock, Phys. Rev.
D16 (1977) 1444, S. Petcov, Sov. J. Nucl. Phys.
25 (1977) 340 and W. Marciano and A. Sanda,Phys. Lett. B67 (1977) 303.
[4] W. Altmannshofer et al., Nucl. Phys. B830
(2010) 17, W. Marciano, T. Mori and M. Roney,
Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 58 (2008) 315, A. deGouvea and P. Vogel, Prog. Part. Nucl. Phys.
71 (2013) 75, M. Koike, Y. Kuno, T. Ota, J.
Sato and M. Yamanaka, COMET-DOC-49 andR. Alonso et al., JHEP 1301 (2013) 118[5] W. H. Bertl et al. (SINDRUM-II Collaboration),Eur. Phys. J. C47, 337 (2006).
[6] Mu2e ࣮‫ݧ‬ͷϓϩϙʔβϧ౳͸ҎԼ͔ΒಘΒΕΔɻ
http://mu2e.fnal.gov/[7] J. Adam et al. (MEG Collaboration), Phys. Rev.
Lett. 110 (2013) 201801[12] http://deeme.hep.sci.osaka-u.ac.jp/[13] http://www.psi.ch/mu3e/[14] http://j-parc.jp/researcher/Hadron/en/pac 1001/
pdf/KEK J-PARC-PAC2009-12.pdf[15] http://muon-g-2.fnal.gov/[16] K. S. Tanaka et al., JPS Conf. Proc. 2 (2014)
010405[17] ࠤ౻࿕, ߴΤωϧΪʔχϡʔε 26-1, pp.16-31(2007)