Emission of neutrino-antineutrino pairs by hadronic bremsstrahlung processes
Sonia Bacca, Rishi Sharma, Achim Schwenk
我们回顾了我们最近对在与核塌缩超新星相关的温度和密度下强子碰撞中韧致辐射过程产生中微子-反中微子对的计算。我们专注于中子-中子和中子-α碰撞。
We review our recent calculations of neutrino-antineutrino pair production from bremsstrahlung processes in hadronic collisions at temperature and densities relevant for core-collapse supernovae. We focus on neutron-neutron and neutron-alpha collisions.
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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Low-Energy Thermal Photons from Meson-Meson Bremsstrahlung
在一个有效的强子模型中，包括通过U $_{\rm em}$（1）规范的电磁相互作用，我们重新研究了光子韧致辐射从一个热的强子气体预计将形成在相对论重离子碰撞在SPS能量。我们计算光子发射的反应$ππ\toππγ$和$πK \toπKγ$的显式（数值）评价的多维相空间积分。这，特别是，允许避免常用的软光子近似（SPA），以及纳入最终状态的热增强因子。在火球的强子阶段。这两个改进的结果是在一个可观的增加光子产生率比以前的强子计算。在热火球卷积后，我们发现在SPS最近的低横向动量WA 98数据的描述有所改善。简要讨论了Landau-Pomeranchuk-Migdal效应和介质效应对“$σ$“和$ρ$ -介子交换的影响。
Medium-induced photon bremsstrahlung in neutrino-nucleus, antineutrino-nucleus, and electron-nucleus scattering from multiple QED interactions
本文基于不透明度展开和Glauber软共线有效场论，评估了QED核介质诱导光子轫致辐射对带电轻子-核散射截面的修正，发现该辐射虽对光子能谱影响可忽略，但显著影响轻子横向展宽。
Dilepton Production in Nucleon-Nucleon Reactions With and Without Hadronic Inelasticities
计算了质子-质子和中子-质子的基本韧致辐射及其对$e^+e^-$不变质量分布的贡献。在4.9 GeV，质子-质子的贡献大于中子-质子，但与最近的数据相比很小。然后，我们对多强子末态核子-核子反应中的韧致辐射作了初步的计算。同样在4.9 GeV，多体韧致辐射比简单核子-核子韧致辐射在低质量区大一个数量级以上。当将韧致辐射贡献与$η$的Dalitz衰变、$Δ$的辐射衰变和2 π介子湮灭相加时，结果与最近来自双轻子谱仪合作的高统计质子-质子数据相匹配。
Direct photon production from hadronic sources in high-energy heavy-ion collisions
用微观HSD输运方法研究了160 A GeV p+C，p+Pb和Pb+Pb碰撞中各种强子源的低$p_T$直接光子产生.计算中考虑了强子元散射和介子-介子韧致辐射的直接光子辐射。介质中的影响，如碰撞加宽的矢量介子的光谱函数上的光子发射率的影响被发现是很难观察到的最终光谱，这是占主导地位的韧致辐射型过程。此外，还研究了从热而致密的火球内部强子共振的光子衰变中减去“背景”的不确定性。我们的研究结果是相关的解释和提取的实验数据在低$p_T$的直接光子产生。
Impact of Nucleon-Nucleon Bremsstrahlung Rates Beyond One-Pion Exchange
目前的超新星模拟中，核子-核子韧致辐射产生和湮灭中子对的速率是基于一π介子交换近似。在这里，我们探讨了基于现代核相互作用的韧致辐射率对原中子星冷却和相应的中微子发射的影响。我们发现，尽管在中微子层区域的韧致辐射的排放减少了2-5倍，模型与改进的治疗表现出只有$\lesssim$ 5%的变化的中微子光度和$\lesssim$ 0.7兆电子伏的辐射中微子光谱的平均能量的增加，与最大的影响的反中微子的所有风味和在后期。总的来说，原中子星冷却演化被适度地减慢了$\lesssim$ 0.5-1 s.
Rate of photon production from hot hadronic matter
研究了热强子物质的热光子发射率为$e^{2}g^{4}$量级，其中$g$表示强相互作用耦合常数.介子的辐射衰变，强子的康普顿和湮灭过程，以及韧致辐射反应都被考虑。与文献中的标准速率相比，人们发现低光子能量增加了两个数量级，主要来自韧致辐射，然后由于各种介子的辐射衰变和其他涉及奇异性的反应，中等和高能量光子适度增加（因子2）。这些结果可能对RHIC的电磁辐射研究产生重要影响。
Bremsstrahlung as a probe of baryon stopping in heavy-ion collisions
在超相对论能量的重离子之间的碰撞中，参与的质子失去能量，转化为新的粒子。当质子减速时，它们会发出韧致辐射。发射出的辐射的产额和角分布是入射质子损失了多少能量的敏感探针。本文计算了不同终止情形下的韧致辐射谱，并与强子相互作用的光子产额进行了比较。
Bremsstrahlung from a Microscopic Model of Relativistic Heavy Ion Collisions
利用微观输运模型计算了相对论重离子对撞机上高能Au+Au碰撞过程中单个带电重子和介子加速产生的韧致辐射.本文阐明了韧致辐射与人工纯质子碰撞纯中子核的电荷阻止之间的联系。从低能韧致辐射强度中可以精确地提取出时间尺度和停止程度，而不需要测量任何强子观测量。
Dynamics of strongly interacting parton-hadron matter
在这项研究中，我们研究了强相互作用的部分子强子物质的动力学通过计算的中心依赖的直接光子产生的Au+Au碰撞在$\sqrt{s_{NN}}=200$ GeV内的部分子-强子弦动力学（PHSD）输运方法。作为“直接”光子的来源，我们考虑了夸克和胶子的相互作用以及强子相互作用（$π+π\toρ+γ$，$ρ+π\toπ+γ$，介子-介子韧致辐射$m+m\to m+m+γ$，介子-重子韧致辐射$m+B\to m+B+γ$），$ϕ$和$a_1$介子的衰变以及在初始硬碰撞中产生的光子（“pQCD”）。我们的计算表明，所观察到的光谱的通道分解的变化与中心性的强子源的贡献增加（占主导地位）的外围反应。此外，“热”光子产额被发现与参与者的核子数大致成比例，如$N_{part}^α$与$α\approx$ 1.5，而部分子贡献与指数$α_p \approx1.75$成比例。此外，我们提供的直接光子椭圆流$v_2(p_T)$的中心依赖性的预测。直接光子$v_2$被认为是更大的外围碰撞相比，最中心的，因为光子从热的退禁闭物质在碰撞的早期阶段进行一个更小的椭圆流比那些从最终的强子相互作用。
Neutrino (Antineutrino)-Nucleus Interactions in the Shallow- and Deep-Inelastic Scattering Regions
在$ν/\barν$/A相互作用中，SIS是用$Q^2 \lessapprox 1~GeV^2$的非共振介子产生的强子系统的四动量转移来定义的。这种非共振介子的产生与共振介子的产生在相互作用的类似的有效强子质量W的范围内混合。当$Q^2$增长并超过这个$\approx 1~GeV^2$极限时，核子内的夸克开始发生非共振相互作用，这表明DIS区的开始。特别信息系统和综合安全分遣队区域受到社区不同程度的关注。虽然$ν$ -核子和$ν$ -核DIS散射的理论/唯象研究是先进的，这样的研究的大部分SIS区，特别是SIS到DIS过渡区，几乎没有开始。在实验上，$ν$ -核子散射的SIS和DIS区的结果很少，只有在$ν$ -核DIS区的实验研究中，对某些核有显著的结果。由于当前和未来的中微子振荡实验的贡献，从更高的W SIS和DIS运动学区域，这些地区都需要大量的理论和实验研究，本文将集中在这些SIS DIS过渡和DIS运动学区域调查我们的知识和当前的挑战。
Soft Photons from transport and hydrodynamics at FAIR energies
在强子超相对论量子分子动力学输运模型下计算了FAIR能量（E（lab）= 35 AGeV）下铀-铀碰撞的直接光子谱。在这个微观模型中，可以选择性地包括宏观中间流体动力学相。然后通过流体动力学计算对碰撞的热而致密的阶段进行建模。光子发射从运输氢混合计算检查纯强子物质和物质，具有交叉的相变和临界终点，以deconfined和手性恢复物质在高温下。我们发现，在这两种情况下的光子谱占主导地位的韧致辐射。比较这两种情况下的光子流，可以找到区分这两种情况的方法。
Hadronic and partonic sources of direct photons in relativistic heavy-ion collisions
本文用相对论性的强子-强子-弦动力学（PHSD）方法研究了SPS、RHIC和LHC能区重离子碰撞中的直接光子谱和流（$v_2$，$v_3$）。在本工作中，与我们以前的计算相比，引入了四个扩展：（i）在韧致辐射过程$meson+meson\to meson+meson+γ$的计算中超越软光子近似（SPA），（ii）量化由于Landau-Pomeranchuk-Migdal（LPM）相干效应引起的抑制，（iii）添加额外的通道$V+N\to N+γ$和$Δ\to N+γ$，以及（iv）提供在$\sqrt{s_{NN}}$ = 2.76 TeV处的Pb+Pb碰撞的预测。第一个问题扩展的适用性的韧致辐射计算更高的光子能量，以了解相关的来源在该地区的$p_T=0.5-1.5$ GeV，而LPM校正原来是重要的$p_T<0.4$ GeV的部分子阶段。结果表明，直接光子的大椭圆流$v_2$表明，在重离子碰撞的后期（强子）阶段，次级介子和重子相互作用产生的光子有重要贡献.为了进一步区分直接光子方位不对称性的起源（后期强子相互作用与初始阶段的电磁场），我们提供了直接光子的三角流$v_3(p_T)$的预测。此外，我们说明了在部分子和强子阶段作为时间和局部能量密度的函数的光子产生的幅度。最后，“鸡尾酒”的背景光子椭圆流，这是广泛使用的实验工作中的估计方法，支持PHSD运输方法内的计算。
The Paschos-Wolfenstein relation in a hadronic picture
Paschos-Wolfenstein（PW）关系将中性流和带电流中微子和反中微子诱导的截面连接到一个表达式中，该表达式取决于弱混合角$\sin^2 θ_W$。与传统的部分子自由度的方法相反，我们采用一个模型建立在强子自由度进行研究的PW关系在中间能量（100 MeV至2 GeV）。随着即将到来的高统计散射实验，如MINER $ν$ A和FINeSSE，PW关系的审查是及时的。采用相对论性Glauber核子敲除模型描述中微子-核准弹性反应，研究了核效应对PW关系的影响。我们讨论了核模型的依赖性，并表明PW关系是一个强大的比率，减轻了最终状态相互作用的影响，例如，1%的水平。研究了核子中可能存在的奇异含量所起的作用。看来，所产生的不确定性，从鲜为人知的奇异性参数和核建模的困难，严重限制了PW关系作为一个中能电弱精密工具的适用性。另一方面，我们表明，核效应可能是足够好的控制下，允许提取新的信息的轴向奇异参数。给出了$^{16} {O}$和$^{56} {Fe}$的结果。
Neutrino emission in neutron stars
计算了中子星中中微子韧致辐射过程的中微子发射率。第一部分利用广义低能定理，用在壳层$T$矩阵计算了自由空间中的电弱核子-核子韧致辐射。第二部分在双圈水平上用强子极化计算了辐射率。考虑了各种介质效应，如有限粒子宽度，$T$ -矩阵中的Pauli阻塞。与Friman和Maxwell在（反对称）一π介子交换方面的开创性工作相比，所得的发射率在饱和密度下小了约4倍。
Axion cooling of neutron stars. II. Beyond hadronic axions
在Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky（DFSZ）模型下研究了中子星的轴子冷却。DFSZ模型允许电子与轴子的三能级耦合{并通过角度参数锁定费米子的Peccei-Quinn电荷}。这扩展了我们之前的研究[Phys. Rev. D 93，065044（2016）]，仅限于轴子的强子模型。我们探讨的DFSZ模型内的轴子参数的二维空间进行比较的理论冷却模型与几个恒星的表面温度与测量的表面温度。据发现，轴子质量$m_a\ge 0.06$到0.12 eV可以排除由X射线观测的热发射的中子星（特别是那些Cas A），精确的极限值取决于角参数的DFSZ模型。此外，还发现在中子星壳中，电子韧致辐射产生的轴子辐射可以忽略不计，只有在中子Peccei-Quinn电荷足够小的特殊情况下，才可以忽略中子与轴子的耦合。
Bulk matter evolution and extraction of jet transport parameter in heavy-ion collisions at RHIC
在多重部分子散射和胶子韧致辐射引起的喷注猝灭的图像中，部分子碎裂函数的介质修正和大横动量强子谱的抑制受喷注输运参数沿喷注传播路径的大小和时空分布的控制。在介质修正碎裂函数的高扭（HT）方法和次领先阶（NLO）微扰QCD（pQCD）部分子模型中，分析了RHIC能区的离子碰撞.假设喷注输运参数$\hat q$与QGP和强子相的粒子数密度成正比，核靶深度非弹性散射（DIS）中喷注猝灭的实验数据可以为热强子物质中的$\hat q_{h}$提供指导。然后可以研究在初始时刻$τ_{0}$提取的射流猝灭参数$\hat q_{0}$的初始值对体相介质演化的依赖性。考察了横向膨胀、径向流动、相变和非平衡演化的影响。计算结果表明，在（1+3）d理想流体动力学模型中的$\hat q_{0}τ_{0}= 0.54$为$\hat q_{0}τ_{0}= 0.54$ GeV $^{2}$，在级联模型中的$^{2}$为0.96 GeV $^{2}$，主要差别来自于初始的非平衡演化和后来的强子演化.强子相对喷流猝灭的总贡献约为22- 44%，是显著的。因此，对高能重离子碰撞中强相互作用QGP相喷注输运参数的精确提取，对早期非平衡部分子演化和后期强子相互作用的真实描述是至关重要的.
Photon elliptic flow in relativistic heavy-ion collisions: hadronic versus partonic sources
本文利用粒子-强子-弦动力学（PHSD）输运方法研究了200 GeV金-金碰撞中光子的横动量谱和椭圆流v2.作为光子产生的源，我们考虑了强相互作用夸克-胶子等离子体中离壳层夸克和胶子的相互作用（q+qbar->g+gamma和q/qbar+g->q/qbar+gamma），强子衰变（pi->gamma+gamma，eta->gamma+gamma，omega->pi+gamma，eta '->rho+gamma，phi->eta+gamma，a_1->pi+gamma）以及它们的相互作用（pi+pi->rho+gamma，rho+pi->pi+gamma，韧致辐射m+m->m+m+gamma）。PHSD计算再现了PHENIX合作组织测量的横向动量谱、有效温度T_eff和包含光子和直接光子的椭圆流v2。在QGP中产生的光子对观测光谱的贡献略小于50%，但v2很小。我们发现，大的直接光子V2 -相当于强子的-可以归因于中间强子散射通道不减去数据时，按照相同的提取程序V2在PHENIX实验。另一方面，直接光子的v2（如通过直接光子通道的加权平均所评估的）给出较低的信号。直接光子v2的两个提取过程之间的差异可以归因于直接光子与背景光子的产率比的不同定义。QGP相位间接地导致强的光子椭圆流，这是由于在显式部分子碰撞和平均场势方面的部分子相互作用而增强了末态强子的v2。我们还表明，QGP辐射的…
Electromagnetic emission from strongly interacting hadronic and partonic matter created in heavy-ion collisions
本文使用 PHSD 输运方法研究了从 SIS 到 LHC 能区碰撞中的双轻子产生，首次报道了 QGP 辐射对重子化学势的依赖性，并证实了在特定能区 QGP 辐射超过粲贡献，为探测热 QGP 提供了途径。
Semiempirical formula for electroweak response functions in the two-nucleon emission channel in neutrino-nucleus scattering
提出了一个计算双核子发射通道中电弱响应函数的半经验公式。该方法包括将矢量-矢量、轴向-轴向和矢量-轴向响应中的每一个扩展为六个子响应的总和。这相当于将介子交换流分离为三个结构相似的流的总和，并将强子张量扩展为每个流的单独贡献加上它们之间的干扰的总和。对于每个子响应，我们因式分解的耦合常数，电弱形状因子，相空间和δ传播，为δ正向电流。剩余的自旋-同位旋贡献被编码在每个动量转移值$q$的系数中。对于每个$q$值，系数都拟合到核物质相对论平均场模型的精确结果。半经验公式很好地描述了对能量转移$ω$的依赖性。子响应的系数的$q$依赖性可以被参数化或者可以从所提供的表中插值。对五种理论回应的描述相当不错。公式中的参数，如费米动量、粒子数、相对论有效质量、矢能、电弱形状因子和耦合常数，都可以方便地修改。这个半经验公式可以应用于中微子、反中微子和电子的截面。
Exploring semi-inclusive two-nucleon emission in neutrino scattering: a factorized approximation approach
本文提出一种因子化近似方法，利用相对论平均场模型和介子交换流计算中微子诱导的双核子发射半单举截面，并通过与非因子化计算及多种模型比较验证其有效性。
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