The GSI oscillation mystery
Alexander Merle
在这次演讲中，GSI异常的简短讨论。我们讨论了所涉及的物理与π衰变的比较，并解释了为什么所观察到的振荡不能由标准中微子混合引起。
In this talk, a short discussion of the GSI anomaly is given. We discuss the physics involved using a comparison with pion decay, and explain why the observed oscillations cannot be caused by standard neutrino mixing.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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GSI Oscillations as Interference of Neutrino Flavour Mass--Eigenstates and Measuring Process
本文证明了测量仪器，即测量过程，在解释类氢重离子K壳层电子俘获（EC）衰变率的时间调制（或GSI振荡）为电子中微子组分的中微子质量本征态干扰的充要条件形成中的重要作用。对于我们的分析，我们使用一个玩具模型，这是最近提出的Peshkin arXiv：1403.4292 [nucl-th]的GSI振荡的机制验证的中微子质量本征态的干扰伊万诺夫和Kienle物理评论。103，062502（2009）中所述。
Oscillations in the GSI electron capture experiment
在最近的一篇论文中，观察到的电子捕获概率的振荡归因于中微子质量本征态的混合。本文在两个方面存在错误。
GSI Oscillations as Laboratory for Testing of New Physics
分析了类氢重离子{^{142}}{ \rm Pm}^{60+}的GSI振荡的最新实验数据，该振荡是K壳层电子俘获（EC）衰变速率的时间调制。我们遵循GSI振荡的机制，所造成的中微子味质量本征态的电子中微子的内容的干扰。我们给出的参数，这些实验数据显示i）存在的不育中微子，这是必要的解释的相移，ii）观察到的CP破坏，有关的相移，和iii）的影响的量子芝诺效应，解释不同的振幅和相移的两个运行的测量值与不同的时间分辨率和不同数量的连续测量。
Why a splitting in the final state cannot explain the GSI-Oscillations
在本文中，我给GSI异常的教学讨论。使用两种不同的公式，即直观的量子场论语言的第二个量子化的图片以及语言的振幅，我澄清了GSI异常和其他过程（双缝实验使用光子，$e^+ e^- \to μ^+ μ^-$散射，和带电π衰变）之间的类比和差异。在这两个公式中，得出的结论是，在GSI测量的衰变率不能振荡，如果只涉及标准模型物理和初始的类氢离子是没有一个以上的状态的相干叠加（如果没有新的，但未知的，机制在工作）。此外，将给出量子拍现象的讨论，这通常被认为是能够引起所观察到的振荡。然而，这对于仅在最终状态下的分裂是不可能的。
Oscillations in the decay law: A possible quantum mechanical explanation of the anomaly in the experiment at the GSI facility
研究了量子力学系统偏离通常指数衰减律的情况。我们表明，简单的和物理动机的偏离不稳定状态的Breit-Wigner能量分布足以产生特殊的偏离指数衰减定律。用$p(t)$表示生存概率，其导数$h(t)$通常在通常的指数函数之上显示振荡行为。我们认为，这可以是一个可行的解释所观察到的实验结果在GSI达姆施塔特，在那里的功能$h(t)$已被实验测量的电子捕获类氢离子的衰变。此外，如果我们的解释是正确的，我们预测，通过在接近初始的时间测量$h(t)$，每秒的衰变数迅速下降到零。
Short Baseline Oscillations and the Gallium Mystery
本文探讨短基线上中微子异常味转变（约5σ证据）与三味振荡范式的冲突，并分析标准模型内外的可能解释，聚焦镓之谜。
An Oscillation Evident in Both Solar Neutrino Data and Radon Decay Data
Super-Kamiokande中微子天文台获得的中微子测量结果分析（SK，1996 - 2001年）和以色列地质调查局获得的氡衰变测量数据（GSI，时间间隔2007 - 2017）产生相同振荡的显著一致的检测：频率9.43 +/- 0.04年-1（SK），9.44 +/- 0.04年-1（GSI）;振幅6.8 +/-1.7%（SK），7.0 +/-1.0%（GSI）;相位124 +/- 15 °。(SK)，124 +/-9度。（GSI）。我们简要地讨论了可能与此实验结果相关的假设。
Simple quantum mechanics explains GSI Darmstadt oscillations Even with undetected neutrino; Momentum conservation requires Same interference producing oscillations in initial and final states
研究放射性离子K俘获衰变振荡的GSI实验研究了中微子质量和混合，但没有检测到中微子。即使中微子没有被探测到，量子力学也会把初态和终态联系起来。基本的物理原理非常简单。在β衰变中发射的中微子是不同质量、不同动量、相同能量的状态的相干线性组合。由于产生中微子的弱相互作用保持了动量，跃迁前的初始态也必须包含具有相同动量差和明确定义的相对幅度和相位的状态的相干线性组合。一个具有确定动量差的单粒子态也有一个容易计算的能量差。在离子产生和衰变之间的时间间隔内，具有不同能量的两个状态的线性组合在时间上振荡。测量振荡周期可以得到两个中微子质量本征态的中微子质量平方之差。对于动量空间中的“双缝”或“哪条路径”实验，从没有自由参数的粗略近似中获得的值与KAMLAND实验中观察到的结果相差不到10%。仅观察离子消失而不检测中微子避免了由低中微子吸收截面引起的信号抑制
Is the GSI anomaly due to neutrino oscillations? - A real time perspective -
我们研究了一个“GSI反常”模型，在这个模型中，我们直接实时地得到了两体衰变中子粒子和中微子质量本征态之间的量子纠缠，子粒子和母粒子的布居随时间的演化.我们证实了\emph{not}中母粒子的衰变率和子粒子的增长率确实具有中微子质量本征态干涉的时间调制。干涉的缺乏是质量本征态的正交性的结果。这一结果也是由追踪未观测到的中微子态得到的密度矩阵得出的。我们证实了这一结果提供了一个补充解释的基础上应用到费曼图，描述了父粒子的自能Cutkosky规则。
(Oscillating) non-exponential decays of unstable states
我们讨论了偏离指数衰减定律时，超出Breit-Wigner分布的不稳定状态。特别是，我们集中在一个振荡的行为，让人想起拉比振荡，在短时间区域。我们认为这些振荡可以解释GSI实验，该实验测量了类氢核素通过电子捕获衰变的指数律之上的叠加振荡（所谓的GSI异常）。此外，我们讨论的可能性，即从Breit-Wigner分布的GSI异常的情况下的偏差是（主要）由不稳定状态与测量仪器的相互作用所造成的。这种情况下，如在伯克利实验室进行的类似实验中的振荡不存在的后果，进行了研究。
Comment on "The GSI method for studying neutrino mass differences - For Pedestrians"
有人建议，在GSI储存环中循环的类H离子的弱衰变的时间振荡的报告可以解释由母离子的波函数的两个不同的动量分量之间的干扰。在这个模型中，干涉被认为是通过这两个动量分量与衰变态电子中微子波函数中的两个质量分量的耦合而产生的。我在这里表明，量子力学不允许这样的干扰，以有助于报告的衰减率的振荡。核心问题是，储存环太小了一百万倍，不允许母离子的波函数产生所需的干扰效应。这篇文章取代了较早的arXiv文章，这些文章不太一般，也不太严格。
The GSI method for studying neutrino mass differences - For Pedestrians
一项新的实验研究了放射性离子在被K俘获弱衰变之前的行为，表明中微子质量和混合可以在没有检测到中微子的情况下进行研究。实验中可以观察到每一个微弱的衰变，从而避免了常规中微子振荡实验中由于信号的低中微子吸收截面而造成的抑制。通常无法观测到的长波长是通过让放射源在储存环中循环移动很长一段距离来观测的。一个新的振荡现象与非指数衰减出现在这个“看锅”实验中，连续监测设置衰减时钟回零，同时保持振荡相位在初始状态。初始离子波包具有海森堡所要求的动量扩展，并且包含具有不同动量和能量的成对分量。这可以产生中微子振幅在两个质量本征态不同的动量，混合产生一个单一的$ν_e$状态。在这个典型的量子力学“双缝”或“哪条路径”实验中，相同的初始态和最终态之间的跃迁可以通过能量-动量空间中的两条路径进行。它们的相对相位随着初态在进入点和衰变点之间的传播而变化。这些相变产生的振荡与量子力学和因果关系是一致的。
Neutrino masses from the GSI anomaly
研究了重核强库仑场对类氢离子140 Pr 58+和142 Pm 60 + K壳层电子俘获衰变产生的大质量中微子的影响。本文计算并讨论了荷Ze核的强库仑场中虚生带电轻子W玻色子对对中微子质量的修正，以及它们对最近在达姆施塔特GSI的类H ~（140）Pr ~（58）+和~（142）Pm ~（60）+离子的EC衰变中观测到的子离子数时间调制周期的影响。这些修正解释了从EC衰变的时间调制中获得的中微子质量平方与从Kamland的反中微子振荡实验中推导出的中微子质量平方之间的2.9倍的差异。
Measuring CP violation by low-energy medium-baseline neutrino oscillation experiments
本文讨论了在中微子振荡实验中测量CP破坏的可能性，实验中使用的中微子束的能量（E_v \gsim 100 MeV）低于加速器实验中通常考虑的能量（通常> 1 GeV）。使用这种低能中微子束的优点是，尽管探测截面较小，但CP破坏效应较大，最佳基线长度可以相当短，为30-50 km，不受物质效应污染。
Theoretical Overview of Neutrino Properties
我给出了大质量中微子的一些基本性质的概述。本讲座的第一部分致力于三个基本问题，关于三个已知的中微子和他们的味道问题-质谱，混合模式和CP破坏。第二部分将重点介绍中微子物理和中微子天体物理前沿的几个热点问题，包括：TeV跷跷板机制在LHC上的自然性和可测性，非标准相互作用对中微子振荡的影响，中微子望远镜上超高能宇宙中微子的味分布，超新星中微子的集体味振荡，热稀薄成因中的味效应，GSI异常和穆斯堡尔中微子振荡等。最后，我对今后的工作作了一些总结。
Physics potential of neutrino oscillation experiment with a far detector in Oki Island along the T2K baseline
隐岐岛位于日本和韩国之间的东海到神冈（T2 K）基线。从J-PARC到隐岐岛的距离约为653公里，是T2 K实验（L= 295公里）的两倍。当来自J-PARC的中微子束的离轴角为3.0^ \circ（2.0^ \circ）时，在超级神冈（SK），离轴束（OAB）与1.4^ \circ（0.6^ \circ）到达隐岐岛。我们研究在T2 K实验期间在隐岐岛放置远探测器的物理情况。我们估计的物质密度分布沿东海到隐岐基线使用最近的地震测量。对于基准体积为100 kton，辐照量为2.5 × 10 ~（21）POT（质子在靶上）的探测器，我们发现，如果sin ^22 θ_rct \equiv 4，则质量分级模式可以在3σ水平上区分|U_{e3}| ^2（1-|U_{e3}| ^2）\gsim 0.09，通过观察类电子CCQE（Charged-Current Quasi Elastic）事件。Maki-Nakagawa-Sakata轻子味混合矩阵δ_mns中的CP相可以用\pm 20^ \circ来约束。作为参考，我们通过在韩国L= 1000 km和OAB=0.5^ \circ（T2 KK）放置相同的探测器以及将其放置在SK站点（T2 K_122）重复相同的分析。东海-神冈-OKI（T2 KO）对质量等级的灵敏度约为T2 KK的1/3（以Δ x^2_min计），而对相位δ_mns的灵敏度在T2…
Testing Explanations of Short Baseline Neutrino Anomalies
对中微子振荡的实验观察深刻地影响了中微子物理学，从理论上得到很好的理解到需要超越粒子物理学标准模型的新物理学。事实上，中微子质量的神秘性意味着存在着以前从未观察到的新粒子，通常被称为无菌中微子，因为它们不会经历标准的弱相互作用。虽然中微子振荡测量进入了精确时代，达到了1000倍的精度，但许多实验结果显示出与标准模型的显著差异，其基线比典型的振荡基线短得多，如LSND，MiniBooNE，镓实验和反应堆反中微子测量。这些短基线的异常现象可以用一个质量在$1-10~\text{eV}$范围内的轻无菌中微子的加入来解释，然而，在许多零实验观测中，它处于强烈的张力中。另一种解释是，在$1-500~\text{MeV}$中有质量的无菌中微子可以解决这个问题。在这里，我们测试两类模型。一方面，我们寻找在短基线收集的数据集，这可以限制重无菌中微子模型。我们发现，极小模型是完全受约束的，但该模型的几个扩展可能会削弱当前的约束，并与当前和未来的数据集进行测试。另一方面，我们测试的中微子振荡在短基线的存在下，由光无菌状态引起的，与MicroBooNE实验，液氩时间投影室专门设计来解决每个中微子相互作用的细节收集的数据。我们报告了两种分析的无效结果，进一步限制了短基线异常的可能解释空间。如果短基线异常之谜的背后隐藏着新的物理学，那么它绝对不是一个简单的模型所能描述的。
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