Non-electromagnetic emission from cosmic ray particles accelerated in extreme environments has been studied using different variations of semi-classical formalisms. As the energy loss mechanisms of such particles is of great interest, one must improve in some sense the previously intuitive description of classical sources in the presence of fields. In this brief note we evaluate the role played by the classical and dimensional proper acceleration of a particle in radiation processes. One intends to show that the introduction of the acceleration as a measure parameter gives an adequate scale for considering the processes of massive particle emission. If the acceleration threshold is not attained one is considering a regime where the processes of massive particle production are suppressed. The analysis is performed in a semiclassical formalism once applied in different contexts and already checked for consistency in a serie of papers. As a further application of the results we evaluate the possibility of a non negligible meson production by protons accelerated in the framework of polar cap models operating in electromagnetic fields of pulsars. It is shown that inside a systems endowed with magnetic fields B\geq 10^{12} G the meson emission by protons must not be disregarded.
Kaluza-Klein Contamination in Fermi Accelerated Environments
新物理学的天体物理约束通常限于弱相互作用的轻粒子,如轴子,ADD模型的卡鲁扎-克莱因(KK)引力子,无菌中微子和非粒子。我们讨论了天体物理方案的可能性,以(DIS)确认新的物理超过TeV的能量尺度的重粒子。在我们的假设中,宇宙额外维度(UED)框架内的KK质子(质子中的KK激发夸克/胶子)是由费米加速环境中的高能p + p碰撞产生的,质子各向同性谱d N / d E \propto E^-2至少达到10 ^18 eV。因此,由于它们也是带电的,它们应该通过类似于正常质子的机制重新加速。对于一定的能量E(在适当的假设范围内),KK态(不管它们是否已经衰变为最轻的KK粒子)应该会污染10^-5 ~ 10^-2的宇宙射线事件。因此,如果我们有技术从空气簇射数据中识别它们,我们就可以限制UED场景。我们的方法是一个“存在性证明”,我们可以限制新的物理超过TeV规模或更高的经典天体物理方案,这也可以推广到超对称模型,散装标准模型领域内的RS模型,和层出不穷的新模型。此外,它还可以利用在陆地实验中不可能研究的领域。
本文在中微子振荡的背景下讨论加速质子的逆$β$衰变。过程$p\rightarrow n \ell^+ ν_\ell$在运动学上是允许的,因为加速场提供了初始和最终状态之间的静止能量差。$p\to n$转化率可以在实验室坐标系(质子加速)或共动坐标系(质子静止,由于Unruh效应与$\ell$和$ν_\ell$的有效热浴相互作用)中进行评估。通过显式计算,我们发现在考虑中微子振荡的情况下,两个坐标系中的速率是不一致的,因为弱相互作用耦合到电荷本征态,而引力耦合到中微子质量本征态.这个矛盾可以通过实验来解决,可能会产生关于中微子质量起源的新信息。
Collision of ultra-relativistic proton with strong magnetic field: production of ultra-high energy photons and neutrinos
宇宙加速器中的质子-质子相互作用和光-强子相互作用是产生宇宙超高能光子和中微子的两个主要通道。本文用FWW方法计算了UHE质子与磁场碰撞产生宇宙超高能光子和中微子的过程,磁场可以看作是UHE质子静止系中的虚光子。我们称之为$pB$过程。$pB$过程发生的阈值是质子的洛伦兹因子和磁场强度的组合约为$γ_p B \simeq 5\times 10^{18}$高斯。超过这个阈值后,在相同的磁场中,由于$pB$过程引起的质子能量损失率比由于质子同步辐射引起的能量损失率高三个数量级。$pB$过程可能发生在白矮星、中子星甚至恒星质量黑洞的大气中。
Two-gluon exchange contribution to elastic $γγ\to γγ$ scattering and production of two-photons in ultraperipheral ultrarelativistic heavy ion and proton-proton collisions
在高能近似下讨论了双胶子交换(形式上为三环)对弹性光子-光子散射的贡献。弹性$γγ\to γγ$振幅在所有螺旋度组态和有限夸克质量的冲击因子表示中给出。我们讨论的重要性,包括魅夸克,其中的贡献,由于干扰,可以大大提高截面。我们研究了软区对$γγ\to γγ$振幅的贡献,通过研究它对非微扰胶子质量的依赖。螺旋翻转的贡献被证明是远远小于螺旋守恒的。我们确定区域(S)的相空间中的两个胶子交换的贡献成为重要的成分相比,箱和非微扰的VDM-Regge机制在文献中考虑。讨论了$A A \to A A γγ$反应的后果。显示了几个微分分布。本文对双胶子交换效应进行了可行性研究。我们对$p p \to p p γγ$反应进行类似的分析。只有对$M_{γγ}$进行严格的削减,并对光子横动量进行窄窗处理,双胶子贡献才能与盒子贡献相媲美,但相应的截面相当小。
gamma-UPC: Automated generation of exclusive photon-photon processes in ultraperipheral proton and nuclear collisions with varying form factors
在MadGraph5_aMC@NLO和HelacOnia Monte Carlo代码中实现了在质子和/或核的超外围高能碰撞中通过光子聚变产生的任意排他性最终状态的自动生成。在等效光子近似下,利用由电偶极子和电荷形状因子导出的$γ$通量,并结合强子的存活几率,计算了散射截面。多个例子的$γγ$截面计算与此设置,命名为γ-UPC,质子-质子,质子-核,核-核超周边碰撞(UPC)在大型强子对撞机和未来的圆形对撞机。给出了自旋为0,2的共振态(夸克偶素、重子和希格斯玻色子,以及轴子和引力子)和粒子对($J/ψJ/ψ$、WW、ZZ、Z、$γ$、$t\bar{t}$、HH)的全部光子聚变截面。微分截面独家双轻子和光的光散射进行比较,大型强子对撞机的数据。这一发展为即将到来的任何UPC最终状态的自动事件生成铺平了道路,并具有次领先阶精度和更高的电弱校正。