Measurement of charged particle multiplicity distributions in DIS at HERA and its implication to entanglement entropy of partons
测量了质心能量为$\sqrt{s}=319$ GeV的正电子-质子深度非弹性散射中的带电粒子多重数分布。在HERA用H1检测器收集数据，对应于$136$ pb ${}^{-1}$的积分光度。在实验室和强子质心系中测量了带电粒子多重性随光子虚度$Q^2$、非弹性$y$和赝快度$η$的变化。从不同的蒙特卡罗模型的预测进行比较的数据。确定了多重数分布的一阶矩和二阶矩，并研究了KNO的标度行为。作为$Q^2$和Bjorken变量$x_{\rm Bj}$的函数的多重性分布被转换为强子熵$S_{\rm hadron}$，并从量子纠缠模型的预测进行了测试。
2020-11-03 hep-ex hep-ph
Gravitational mass of positron from LEP synchrotron losses
广义相对论（GR）是现代物理学中对引力的最新描述。牛顿引力理论的基石之一是弱等效原理（weak equivalence principle，WEP），它指出自由下落的测试物体的轨迹与其内部结构和成分无关。WEP被认为是有效的正常物质的高精度。然而，由于反物质的稀有性和引力的微弱性，WEP从未被反物质证实过。目前反氢的引力质量和惯性质量之比的直接界限并不排除反物质引力的排斥性质。在这里，我们建立了一个间接的约束0.13%的重力和惯性质量之间的差异的正电子（反电子）的同步辐射损失的分析在大型电子-正电子对撞机（LEP）。这证实了反物质的传统引力性质，而没有常见的假设，例如，引力与虚粒子的耦合、遥远天体物理源的动力学和绝对引力势的性质。
2016-07-14 hep-ex hep-ph
Probing charged lepton flavor violation with a positron beam at CEBAF (JLAB)
在JLAB的连续电子束加速器装置（CEBAF）上增加一束高强度的11 GeV极化正电子束将允许通过过程$e^+N \rightarrow μ^+ X$搜索带电轻子味破坏（CLFV）。拟议的螺线管大强度探测器（SoLID）光谱仪，在配置与μ子室，将是理想的CLFV搜索。各种新的物理方案，包括现象学上方便的轻子夸克（LQ）框架，预测CLFV率是在当前或计划的实验范围内。具有瞬时亮度的正电子束${\cal L}\sim 10^{38}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$可以将现有HERA限制提高两到三个数量级。正电子束极化的可用性也将允许由左手与右手LQ介导的扩张缠结CLFV效应。
2021-11-22 hep-ex hep-ph nucl-ex
More on Large $Q^2$ Events with Polarized Beams
我们讨论极化质子-正电子散射的背景下，在HERA的大$Q^2$事件过剩。我们定义和估计一个极化不对称检查两个场景，接触的相互作用和停止的情况下，打破R-奇偶校验。这种不对称性表现出取决于场景的特征行为。因此，HERA的极化实验将为这些模型提供一个很好的检验。
1999-02-23 hep-ph
Electromagnetic and gravitational radiation from the coherent oscillation of electron-positron pairs and fields
结合粒子数守恒、能量动量守恒方程和麦克斯韦场方程，研究了电子、正电子对在外场中产生后随场的相干振荡和漂移。从振荡对的电流出发，我们得到了电磁偶极辐射的能谱。这种狭窄的光谱是如此奇特，以至于对这种辐射的检测可以识别强激光场中的电子对产生和振荡。我们还从振荡对和振荡场的能量动量张量得到了引力四极辐射的能谱。因此，我们在强激光场迅速发展的基础上讨论了引力波的产生。
2014-03-17 gr-qc hep-ph physics.plasm-ph
HERA data on azimuthal decorrelation and charged particle multiplicity spectra probing QCD dynamics and quantum entanglement effects
本文利用HERA的ZEUS探测器研究了深部非弹性散射中先导喷流与散射轻子之间的方位解相关角。这些数据是在HERA II数据采集期间采集的，对应的积分光度为330 $\rm{pb^{-1}}$。方位角解相关被用来研究横动量分布演化对$Q^{2}$的依赖性，并对小$x$区进行理解，为了解核子结构提供了独特的视角.以前的去相关测量两个喷流已在质子-质子碰撞在非常高的横向动量，这些测量很好地描述了微扰QCD在次领先的顺序。在这些研究中获得的方位角解相关角显示出良好的协议与蒙特卡罗模型，包括领先的顺序矩阵元素和部分子簇射的预测。介绍了带电粒子多重数分布的新的实验数据，包括动量转移$5<Q^{2}<100~\rm GeV^{2}$和非弹性$0.0375<y<0.6$的运动学范围。这些数据是在HERA对撞机的H1实验中以320 GeV的质心能量进行正电子-质子碰撞时记录的。带电粒子计数的横动量大于150兆电子伏和赝快度$-1.6<η_{\rm lab}<1.6$在实验室的框架，对应于高接受度在当前半球的强子质心框架。带电粒子多重性在二维网格$Q^{2}$、$y$和三维网格$Q^{2}$、$y$和$η$上报告。可观测值是在给定的$η$区域中观测到$N$粒子的概率$P(N)$。数据面临的预测，从蒙特卡洛发生器，并与一个简单的模型的基础上量子纠缠和严格的部分强子对偶。
2020-11-05 hep-ex hep-ph nucl-ex
Experimental hint for gravitational CP violation
粒子和反粒子引力相互作用的相等性在广义相对论中成立，并得到间接观测的支持。对于非相对论性物质，引力对旋转或自旋方向的依赖性在实验上受到限制。本文发展了一种基于高能康普顿散射的方法来测量加速带电粒子的引力相互作用。在这种形式主义中，HERA测量的康普顿光谱排除了反物质反重力的可能性，置信度接近100%。然而，同样的数据意味着引力CP破坏在13 GeV能量附近，电荷的最大值为9 +/- 2 ppt，空间宇称的最大值为13 +/- 3 ppt。探测到的不对称暗示了相对于右螺旋正电子，左螺旋电子的引力耦合更强。
2020-12-11 hep-ex hep-ph
Gravitational Dark Matter Decay and the ATIC/PPB-BETS Excess
隐藏的标量场，只通过普朗克抑制的相互作用耦合到可见部分，是暗物质的候选者，因为它的寿命很长。这种标量场的衰变为这种情况提供了观测检验。我们发现，隐藏的标量场的衰减可以解释所观察到的过量的高能正电子/电子观察到的ATIC/PPB-BETS，为适当的选择的质量和真空期望值的字段。我们还表明，相同的参数选择给出了观测到的暗物质丰度。这种惊人的巧合表明，普朗克抑制的相互作用可能是观测到的宇宙射线正电子/电子过剩的原因。
2009-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational mass of relativistic matter and antimatter
自由降落的普遍性，即弱等效原理（WEP），是广义相对论的基石，广义相对论是迄今为止所有实验中证实的最精确的引力理论。WEP规定了惯性质量$m$和引力质量$m_g$的等效性，并在许多场合下以相对较低的能量对正常物质进行了测试。然而，没有证据证明物质和反物质在高能量下存在。对于反物质来说，情况就更不清楚了--目前对捕获反氢的直接观察表明，$-65 < m_g / m < 110$的局限性不排除所谓的反重力现象，即地球对反物质的排斥。在这里，我们证明了一个间接的约束$0.96 < m_g/m < 1.04$的相对论电子和正电子的引力质量来自真空切伦科夫辐射的情况下，在大型电子-正电子对撞机（LEP）和稳定的光子在Tevatron对撞机在存在的太阳引力势的年度变化。我们的结果清楚地排除了推测的反引力。通过考虑局域超星系团（LS）的绝对势，我们还预测了电子和正电子的边界$1 - 4\times 10^{-7} < m_g/m < 1 + 2\times 10^{-7}$。最后，我们评论在未来的国际直线对撞机（ILC）和紧凑型直线对撞机（CLIC）进行补充测试的可能性。
2015-10-07 gr-qc hep-ph hep-th
Unstable Relics as a Source of Galactic Positrons
我们计算的流量511千电子伏的光子从银河系隆起所造成的正电子衰变的遗迹粒子质量小于100兆电子伏。特别是，我们收紧了对不育中微子的质量混合角参数空间的一个大的域的约束，由此产生的光子通量将显着超过实验数据。与此同时，观测到的光子通量很容易由质量范围为1 MeV < m_sterile < 50 MeV的衰变无菌中微子引起，宇宙学丰度通常在10^{-9} < Omega_sterile < 10^{-5}范围内，假设Omega_sterile完全来自早期宇宙中活性中微子的转换。其他衰变遗迹的候选者，如中性（伪）标量粒子耦合到具有引力强度的轻子，可以与光子通量兼容，并可以构成冷暗物质的主要成分。
2004-11-07 astro-ph hep-ph
Optical analog of particle production in gravitational fields
在足够强的电场作用下，真空中的电子-正电子对可以通过施温格效应自发产生。在足够强的非均匀引力场中，也会出现类似的效应。然而，由于需要非常大的场强，这些效应在实验中从未观察到。在这里，我们证明了在电磁超材料波导中可以产生非常强的引力场（高达~10^24 g）和非常强的引力场梯度（高达~10^31 s-2）的光学模拟，从而导致在引力场中产生粒子的光学模拟。这样的波导几何形状也可以潜在地用于搜索与电磁场弱相互作用的类轴子粒子。
2019-10-20 gr-qc hep-ph physics.optics
Electron-positron pairs in physics and astrophysics: from heavy nuclei to black holes
从物理学和天体物理学的相互作用中，我们目睹了这些年来源于三个基本物理过程的理论，实验和观测结果的辉煌综合。它们最初是由狄拉克、布赖特和惠勒以及索特、海森堡、欧拉和施温格提出的。Sauter、Heisenberg、Euler和Schwinger等人提出的强电磁场中的真空极化过程引入了临界电场的概念。四十多年来，世界上许多领先的粒子加速器都在用重离子碰撞来寻找它，但都没有成功。今天的新情况是，在伽马射线暴中观察到的导致黑洞形成的引力坍缩过程中，可以在更宏大的尺度上研究这些相同的过程。这份报告是献给科学竞赛的。在地球实验室开展的理论和实验工作面临着对源自宇宙尺度的现象进行天基观测的理论解释。在过去的十年里，我们已经清楚地看到，上述三个过程，在广义相对论框架下适当地扩展，对于理解黑洞的引力坍缩物理是必要的。反之亦然，这些过程可以在相互作用中以前所未有的规模被观察到的自然舞台，确实是相对论天体物理学的领域。
2009-11-24 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Dark Matter, Cosmic Positrons in Alpha Magnetic Spectrometer Experiment and Particle-Cosmology with Yang-Mills Gravity
本文讨论了一个由具有轻子力的高能反电子中微子组成的暗物质模型，它是由与李-杨的$U_1$规范对称性相联系的守恒轻子电荷$g_\ell$产生的。暗物质的高能中微子（HEN）模型基于早期宇宙的粒子宇宙学，认为在早期宇宙中，中子衰变过程$n\to p^+ + e^- +\ovν_e$在夸克和反夸克的产生、碰撞和禁闭过程之后占主导地位。HEN模型揭示了以下结果：在物质宇宙中，电子、质子和反电子中微子的数量几乎相等。宇宙中普遍存在着不可观测的带有轻子荷$g_\ell$的反电子中微子$\ovν_e$。虽然反电子中微子暗物质的总质量在宇宙中可以忽略不计，但由于相对论性$\ovν_e$，其静态力涉及因子$E_ν/m_ν\approx 10^6$，其增强的引力和轻子力可能导致观察到的平坦旋转曲线。我们估计轻子荷为$g_\ell \approx 7 \times 10^{-21}$。该模型预言反电子中微子暗物质可以通过统一电弱理论的弱相互作用与宇宙线质子相互作用产生正电子，即$\ovν_e + p^+ \to e^+ +n$。反电子中微子暗物质为阿尔法磁谱仪（AMS）的实验提供了线索，该实验探测到了宇宙射线正电子超过预期的有趣过量。暗物质的HEN模型提出了利用现代精密的卡文迪什实验对电子间新的李杨力进行实验检验。
2021-09-19 gr-qc hep-ph hep-th
Constraints on a mixed model of dark matter particles and primordial black holes from the Galactic 511 keV line
银河系511 keV γ射线谱线是70年代以来观测到的，并被认为是电子正电子湮没的结果，但其起源至今仍不清楚。除了天体物理学的解释外，正电子来自暗物质湮灭的可能性也被广泛研究。原初黑洞（PBH）也是被广泛研究的DM候选者。如果PBH的存在，DM粒子可能会引力绑定到PBH和PBH周围的密度尖峰形成晕。在这些密度尖峰中的DM湮灭可以提高DM粒子的正电子产生率，但信号形态与衰减的DM相似。我们考虑这样一个由DM粒子和PBH组成的混合模型，并从INTEGRAL/SPI的511 keV γ射线数据中得到DM粒子衰变分量的上限和PBH丰度的约束。这些约束是通用的，并且独立于颗粒DM模型。对于DM和PBH的混合模型，对于质量在$1~\mathrm{TeV}$附近的DM粒子，PBH丰度的约束可以降到$O(10^{-17})$，比河外γ射线背景下的约束更严格.
2021-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
