Muonium Lifetime and Heavy Quark Decays
环境对μ子寿命的影响进行了描述。给出了μ素和μ子原子的束缚态相空间抑制和末态相互作用增强的一般性消除定理。从这些束缚μ介子的例子中吸取的教训适用于b衰变之谜和K{e3}衰变率的明显不一致。
2004-03-05 hep-ph
Comment on "Neutron lifetime and dark decay of the neutron and hydrogen''
Berezhiani的手稿（arXiv：1812.11089）提出了一个模型，该模型使中子衰变为分支分数为1%的镜像中子，缓解了束流与瓶实验中中子寿命测量之间的紧张关系。我们表明，所提出的模型是不符合实验。模型的变化可能会以极端破坏标准模型及其镜像副本之间的$Z_2$对称为代价。
2019-02-24 hep-ph
Towards resolving the $_Λ^3$H lifetime puzzle
最近在相对论重离子碰撞实验中测量的$_Λ^3$ H寿命比自由$τ_Λ$寿命短（30 $\pm$ 8）%，从而质疑了$τ({_Λ^3}{\rm H})\approxτ_Λ$对于弱束缚$Λ$超子的天真期望。在这里，我们采用封闭近似Dalitz及其同事介绍的评估$_Λ^3$ H寿命，使用$_Λ^3$ H波函数通过求解三体Faddeev方程。在不考虑π介子末态相互作用（FSI）的情况下，我们的结果是$τ({_Λ^3}{\rm H})$ =（0.90 $\pm$ 0.01）$τ_Λ$ .与以前的工作相比，发现π FSI是有吸引力的，进一步减少$τ({_Λ^3}{\rm H})$到$τ({_Λ^3}{\rm H})$ =（0.81 $\pm$ 0.02）$τ_Λ$。我们还首次评估了$τ({_Λ^3}{\rm n})$，发现它比$τ_Λ$长得多，与GSI HypHI实验对这个有争议的超核提出的较短寿命值相反。
2019-08-05 hep-ph nucl-ex nucl-th
Seven (and a half) reasons to believe in Mirror Matter: From neutrino puzzles to the inferred Dark matter in the Universe
宇称和时间反演是自然界基本对称性的明显而可信的候选者。假设这些对称性的存在意味着一种新的物质形式的存在，称为镜像物质。镜像物质理论（或精确宇称模型）做出了四个主要预测：1）宇宙中应该存在镜像物质形式的暗物质（即镜像星系、恒星、行星、流星体.），2)最大普通中微子-镜像中微子振荡如果中微子有质量，3）正电子偶素的有效寿命应该比QED预测的要短（在“真空”实验中）由于光子-镜像光子混合的影响，以及4）由于Higgs镜像- Higgs混合，Higgs的产生和衰变速率应比标准模型低50（假设希格斯质量的分离大于它们的衰变宽度）。目前，前三个预言已经有了强有力的实验/观测证据，而第四个预言还没有得到验证，因为粒子物理学标准模型中预言的希格斯玻色子还没有被发现。这些实验/观测证据是丰富多样的，从大气和太阳中微子亏损，到1990年的引力微透镜事件，太阳系外行星的奇怪性质，“孤立”行星的存在，正电子偶素寿命异常，通古斯卡和其他奇怪的“流星”事件，也许包括月球的起源。这篇文章的目的是提供一个不太技术性的审查这些想法以及一些新的结果。
2001-03-02 astro-ph hep-ex hep-ph
Revisiting the hypertriton lifetime puzzle
在最近的相对论重离子碰撞实验中提取了超曲子（$_Λ^{3}$ H）寿命的修正值。ALICE协作组报告的$_Λ^{3}$ H寿命$τ(_Λ^{3}$ H）在测量不确定度内与自由$Λ$寿命$τ_Λ$相容，如对于$_Λ^{3}$ H中的松散结合的$Λ$超子的天真预期，而STAR报告的$τ(_Λ^{3}$ H）值的范围相当短：$τ_{\rm STAR}(_Λ^{3}$ H）$\sim$（0.4-0.7）$τ_Λ$。这个$_Λ^{3}$ H寿命的难题在理论上重新使用$_Λ^{3}$ H三体波函数产生的手征有效场论方法来计算衰变率$Γ(_Λ^{3}$ H $\,\to ^3$ He $\,+π^-$）。$_Λ^{3}$ H中的$ΣNN$混合物和$π^-$-$^3$ He终态相互作用产生显著但相反的贡献。通过在氦泡室实验中确定的分支比$Γ(_Λ^{3}$ H $\,\to ^{3}$ He+ $π^-)/Γ_{π^-}(_Λ^{3}$ H）来评估包含的$π^-$衰变速率$Γ_{π^-}(_Λ^{3}$ H），并通过$ΔI=\frac{1}{2}$规则添加$Γ_{π^0}(_Λ^{3}$ H），我们假设$Λ$分离能$B_Λ(_Λ^{3}$ H）的几个不同值来导出$τ(_Λ^{3}$ H）。得出结论，ALICE和STAR报告的$τ(_Λ^{3}$ H）间隔中的每一个都暗示其对$B_Λ(_Λ^{3}$…
2020-12-04 hep-ph nucl-ex nucl-th
Neutron lifetime and dark decay of the neutron and hydrogen
中子，除了它的$β$ -衰变$n\to p e\barν_e$，可能有一个新的衰变通道$n\to n' X$到镜像中子$n'$，它的近质量简并孪生来自平行暗扇区，和一个无质量玻色子$X$，它可以是普通和镜像光子或一些更奇特的粒子。这种不可见的衰变可以缓解在束流和阱实验中测量的中子寿命之间的紧张关系。我讨论了这种情况下，这取决于镜像中子$n'$的质量范围的一些现象和天体物理后果。也就是说，$m_{n'} < m_p + m_e$的情况导致了一个惊人的可能性，即构成宇宙中重子质量75%的氢原子$^1$ H（protium）实际上可能是不稳定的：它可以通过电子俘获衰变为$n'$和$ν_e$，寿命相对较短，大约为$\sim 10^{21}$年。如果是$m_{n'} > m_p + m_e$，那么衰变$n'\to pe\bar ν_e$是允许的，并且$n'$可以代表一种不稳定的暗物质成分，其寿命相当长，超过了宇宙的年龄。然而，这种衰变会产生大量的弥散伽马本底。然而，对寿命之谜的暗衰变解释与测量中子衰变中$β$不对称性的最新实验结果存在张力。
2020-02-26 hep-ph
Probing Mirror Neutrons and Dark Matter through Cold Neutron Interferometry
本文提出一种冷中子干涉测量装置，利用中子与镜像中子混合产生的可观测几何相位，直接探测作为暗物质候选者的镜像中子，并可能揭示中子寿命之谜等新物理。
2024-06-11 hep-ph
On the experimental search for neutron -- mirror neutron oscillations
快中子-镜像中子（n-n '）振荡是最近提出的解释GZK之谜的理论。我们讨论了可能的实验室实验，以寻找这样的振荡和改善目前非常弱的约束值的n-n'振荡概率。
2006-01-11 hep-ph nucl-ex
The exact parity symmetric model and big bang nucleosynthesis
精确的、不破缺的宇称对称性的假设直接导致了对大气和太阳中微子之谜的简单预测解决。这是因为这种对称性的存在意味着一组镜像中微子的存在，如果中微子有质量，它们必须与已知的中微子最大程度地混合。电子中微子与镜像电子中微子在$3 \times 10^{-10} eV^2 < |δm^2| < 10^{-3} eV^2$作用下的最大混合导致太阳中微子通量减少2倍，这与实验结果相当吻合。μ子中微子与镜像μ子中微子在$|δm^2| \simeq 10^{-2} eV^2$中的最大混合也解决了大气中微子之谜。我们发现，有一个显着的参数范围内，这些解决方案是不与标准的大爆炸核合成时，由于中微子振荡轻子不对称的创建被考虑在内的冲突。
1996-12-04 hep-ph
Matter-Dark Matter Coincidence and Mirror World
针对宇宙中物质与暗物质含量同量级的谜题，研究提出一种简洁的镜像世界新方案，通过Affleck-Dine机制形成非对称暗物质图景，明确不同参数下的暗物质候选者，并给出镜像光子质量范围与暗辐射下限预言。
2025-02-20 astro-ph.CO hep-ph
Neutron - Mirror Neutron Oscillations: How Fast Might They Be?
我们讨论了中子（n）振荡到镜像中子（n '）的现象学含义，镜像中子是一种假设的粒子，质量与中子完全简并，但与正常物质不相关。我们表明，目前的实验数据允许在真空中的最大n-n'振荡的特征时间$τ$比中子寿命短得多，事实上小至1秒。这一现象可能表现在中子消失和再生实验中，目前的实验能力完全可以达到，也可能产生有趣的天体物理学后果，特别是对超高能宇宙射线的传播。
2006-02-20 hep-ph
Solving the strong CP problem by a $\barθ$-characterized mirror symmetry
本文提出一种以$\arθ$为特征的镜像对称机制，通过费米子与希格斯场的相位旋转使$\arθ$从拉格朗日量中消失，从而在TeV能标下解决强CP问题。
2023-07-11 hep-ph
Soft Photon Spectrum in Orthopositronium and Vector Quarkonium Decays
QED规范不变性，当结合解析性，导致发射的光子光谱的低能量端的约束。这就是所谓的Low定理。结果表明，Ore-Powell的结果以及对正电子偶素微分衰变率的进一步发展与Low定理相矛盾，即它们所预言的软光子谱是不正确的。提出了一种解决这一问题的方法。本文对正电子偶素寿命之谜、粲偶素ρ-π之谜、夸克偶素衰变的瞬发光子谱以及从夸克偶素湮灭率中提取α_S等问题作了简要评述。
2001-11-21 hep-ph
Neutron Lifetime and Axial Coupling Connection
中子衰变的实验研究，$n\to pe\barν$，表现出两个异常。第一个是8.6（2.1）s，大致是束测量的平均中子寿命$τ_n^\text{beam}=888.0(2.0)$ s和更精确的平均俘获超冷中子测定值$τ_n^\text{trap}=879.4(6)$ s之间的$4σ$差。第二个是一个$5σ$之间的差异pre2002平均轴向耦合，$g_A$，中子衰变不对称$g_A^\text{pre2002}=1.2637(21)$测量，和更近的，post2002，平均$g_A^\text{post2002}=1.2755(11)$，其中，以下UCNA合作司，实验是由他们最近的结果的日期进行分类。在这项研究中，我们使用（稍微）更新的关系$τ_n(1+3g_A^2)=5172.0(1.1)$ s将这些$τ_n$和$g_A$值关联起来。与该关系的一致性和更好的精密度表明$τ_n^\text{favored}=879.4(6)$和$g_A^\text{favored}=1.2755(11)$是这些参数的优选值。将$g_A^\text{favored}$与最近的格点QCD和μ子氢俘获结果进行了比较。奇异中子衰变分支比，$<0.27\%$，一般的约束进行了讨论，并应用到最近提出的解决方案的中子寿命之谜。
2018-05-09 hep-ph
Fast Neutron - Mirror Neutron Oscillation and Ultra High Energy Cosmic Rays
如果存在镜像世界，即一个平行的隐藏粒子区，其微观物理性质与可观测粒子的微观物理性质完全相同，那么原初核合成约束要求镜像遗迹光子的宇宙背景温度应小于普通遗迹光子的温度，T '/T < 0.5左右。另一方面，目前的实验和天体物理的限制，允许在真空中相当快的中子镜像中子振荡，振荡时间$τ\sim 1$ s，远远小于中子寿命。我们表明，这可以提供一个非常有效的机制，在大的宇宙学距离传输超高能质子。其机制如下：一个超GZK能量的质子散射一个残余光子，产生一个中子，中子振荡成一个镜像中子，然后衰变成一个镜像质子。后者经历一个对称的过程，散射一个镜像残留光子，并产生一个普通核子，但只有在行进了比普通质子大$(T/T')^{3}$倍的距离之后。这可能会放松或完全消除宇宙射线谱中的GZK截止，也解释了观测到的超高能质子和遥远的源之间的相关性，如BL Lac。
2006-02-24 hep-ph
With Grand Unification Signals in, Can Proton Decay be Far Behind?
我们注意到，人们现在掌握了一组事实，它们可以被看作是一个拼图的匹配部分;因为所有这些事实都可以通过一个想法来解决-这就是大统一。其中包括：（i）观察到的族结构，（ii）电荷的量子化，（iii）三个规范耦合的相遇，（iv）中微子振荡;特别是SuperK提出的$ν_τ$的质量），（v）费米子的质量和混合的复杂模式，包括$V_{cb}$的小和$θ^{osc}_{ν_μν_τ}$的大，和（vi）需要$B$ - $L$来实现重子发生（通过瘦子发生）。所有这些碎片都完美地组合在一个基于SO（10）或弦统一G（224）对称的超对称统一框架下的拼图板上。然而，这个谜团中最值得注意的部分仍然是质子衰变。在SO（10）/G（224）预测框架内提出了一个具体的建议，它成功地描述了所有费米子的质量和混合，包括中微子-有八个预测，都与观测一致。在此框架下对质子衰变进行了最新的研究，结果表明其寿命的保守上限约为（1/2-1）\times 10 ^34 yrs.
2001-06-07 hep-ph
Discovering Uncolored Naturalness in Exotic Higgs Decays
等级问题的解决方案通常需要顶级合作伙伴。在标准的超对称理论或复合希格斯理论中，伴子带有SM色，并且越来越受到LHC搜索的限制。然而，像折叠超对称性（FS），双希格斯（TH）和古怪的小希格斯（QLH）这样的理论引入了无色的顶部伙伴，它们可以是SM单线态或携带电弱电荷。它们的小生产截面留下了LHC是否能有效探测这种情况的疑问。通常情况下，这些合作伙伴根据自己的镜子颜色标准组收费。在FS和QLH中，没有光镜物质允许胶球在镜光谱的底部形成。在某些TH实现中也是如此。希格斯玻色子可以衰变为这些镜像胶球，而胶球会衰变为具有潜在可观测寿命的SM粒子。我们进行了第一次详细的研究，这个胶球签名，并定量地证明了发现潜力的无色自然通过异国情调的希格斯衰变在大型强子对撞机和一个潜在的未来100 TeV对撞机。我们的研究结果表明，镜胶球是吸烟枪签名的自然FS和QLH型理论，在类比树级希格斯耦合移位TH。我们表明，胶球质量在$\sim$ 10-60 GeV的质量范围理论上是首选。进行有意义的对撞机研究需要仔细处理寿命、镜像强子化和非微扰不确定性。我们概述了几个新的搜索策略，在大型强子对撞机的形式$h\to XX \to 4f$的外来希格斯衰变，与$X$具有寿命在$10 μm$到$km$范围。我们发现，FS停止可以探测质量高达600（1100）GeV的大型强子对撞机与300（3000）/FB的数据，和TH顶级合…
2016-04-26 hep-ex hep-ph
Smoke and mirrors: Neutron star internal heating constraints on mirror matter
镜像扇区已经被提出来解决暗物质、重子生成和中子寿命异常的问题。在这项工作中，我们研究了一种新的，强大的镜像中子探针：中子星温度。当中子星核心的中子在碰撞过程中转化为镜像中子时，核子费米海中留下的空位会被更有能量的核子重新填充，在这个过程中释放出大量的热量。我们从最冷的中子星PSR 2144 $-$ 3933（低于40，000开尔文）的观测中推导出一个新的中子-镜像-中子混合允许强度的约束条件。我们的限制竞争与实验室搜索中子-镜像中子转换，但适用于一系列的中子和镜像中子之间的质量分裂是19个数量级以上。这种加热机制也与其他中子消失通道（如奇异中子衰变）有关，为即将到来的紫外、光学和红外望远镜研究冷中子星的热发射提供了一个引人注目的物理目标。
2021-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Mass Relations, Unification, and Proton Decay in the Mirror GUT Model
我们提出了一个SU（5）$\times $ U（1）$_\text{X}\times$ U（1）$_\text{PQ}$模型，因为还没有观测到SUSY粒子. $\mathrm{U(1)_{X}}$规范对称性是$\mathrm{U(1)_{B-L}}$规范对称性的推广，而$\mathrm{U(1)_{PQ}}$对称性是整体Peccei-Quinn对称性。为了统一SM规范耦合和避免质子寿命的限制，我们引入了三个镜族。为了得到下型夸克和带电轻子的质量差，除了$\mathbf{5}$表象外，我们还引入了$\mathbf{45}$表象Higgs。本文讨论了镜像粒子与SM粒子的质量关系，确定了镜像粒子的质量标度。由于新粒子存在于中能标度中，并对重整化群方程有贡献，SM规范耦合在高能下成功统一。我们的模型可以通过未来的质子衰变搜索来测试，例如，超神冈实验预计为$τ_p(p\toπ^0{e^+})<1.0\times10^{35}$年。利用活动中微子和镜像中微子的质量关系，我们估计了重中微子质量的下界。
2023-01-06 hep-ex hep-ph
Resolution of puzzles from the LSND, KARMEN, and MiniBooNE experiments
这项工作试图调和令人困惑的中微子振荡结果从LSND，卡门和MiniBooNE实验。我们发现，$\barν_μ\to \barν_e$振荡的LSND证据，长期以来与卡门的结果不一致，以及MiniBooNE在$ν_μ$和$\barν_μ$数据中观察到的异常事件过剩都可以用重无菌中微子（$ν_h$）的存在来解释。假设$ν_h$是在$ν_μ$中性流相互作用中产生的，并辐射衰变为光子和轻中微子，所有这些结果都是一致的。假设$ν_h$是通过与$ν_μ$混合产生的，LSND和MiniBooNe过量事件的组合分析表明，$ν_h$质量在40至80 MeV的范围内，混合强度为$|U_{μh}|^2 \simeq 10^{-3}-10^{-2}$，寿命为$τ_{ν_h} \lesssim 10^{-9}$ s。令人惊讶的是，这个LSND-MiniBooNE参数窗口被发现是不受约束的结果，从最敏感的实验寻找重中微子。通过TWIST实验对Michel光谱的精确测量，我们为LSND-MiniBooNE有利质量区域的$|U_{μh}|^2$设置了新的限制。所获得的结果提供了一个强有力的动机，灵敏的搜索$ν_h$在不久的将来$ K$衰变或中微子实验，这适合在现有的/计划的实验计划在欧洲核子研究中心或FNAL。本文简要讨论了重中微子是狄拉克粒子还是马约拉纳粒子的问题。
2011-01-19 hep-ex hep-ph
Testing dark decays of baryons in neutron stars
我们表明，观察质量大于一个太阳质量的中子星放置任何外来的中子衰变模式，可以解释之间的差异束和瓶测量的中子寿命的严格要求。如果中子可以衰变为稳定的、弱相互作用的暗费米子，那么中子星的最大可能质量是0.7个太阳质量，而所有测量良好的中子星质量都超过一个太阳质量。因此，$2 M_\odot$中子星的存在表明，任何超越标准模型的中子寿命之谜的解释都需要暗物质是具有高度约束相互作用的多粒子暗扇区的一部分。
2018-07-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Leptoquarks, axions and the unification of B, L, and Peccei-Quinn symmetries
本文系统地分析了由细夸克和双夸克补充的轴子模型。在后一种状态之间以及它们之间开启一些耦合，就可以将佩切-奎因对称性与重子（B）和轻子（L）数统一起来，这样一来，轴子就与三种$U(1)$对称性的自发破缺联系在一起。讨论了B和L破坏的所有可能的四费米子和六费米子模式，包括用$ΔB = 1$和$ΔL = \pm 1, \pm 3$引起质子衰变的模式，用$ΔB = 2$引起中子反中子振荡的模式，以及用$ΔL = 2$引起Majorana中微子质量的模式。还构造了一个或两个轴子场必然出现在任何B和/或L违反运营商的情况。核子衰变必然会涉及末态的轴子，而中子-反中子振荡只会发生在轴子背景中。这可能对中子寿命之谜产生影响，更普遍地说，为新的现象学和宇宙学应用打开了大门。
2022-09-22 hep-ph
Neutral Hadrons Disappearing into the Darkness
我们在一个代表性的暗区模型中研究了中性强子的不可见衰变。介子$K_L$和$B^0$衰变到暗区，其分支率可以达到目前的实验极限。中子衰变的速率要么可以解释中子寿命之谜（尽管只有在参数选择极端和质量微调值的情况下），要么刚好超过其不可见衰变的当前极限（$τ_N^{\rm inv} \ge 10^{29}$年）（如果运动学允许的话）。普通物质的这些不可见的衰变为我们提供了一个新的、充满希望的窗口，让我们可以探索新的物理学。
2018-08-27 hep-ex hep-ph
Novel neutron decay mode inside neutron stars
我们探讨的建议，中子寿命之谜可能会解决的中子衰变到暗物质的过程，n \rightarrow χχ，其中χ的质量的三分之一的中子。特别是，我们检查这样的衰变模式的中子星的性质的后果。与先前提出的衰变模式不同，为了满足对中子星质量和潮汐形变的约束，暗物质粒子之间不需要强排斥力。这项研究表明，在中子星的核心有热的暗物质的可能性，并提出了一个可能的机制，暗物质冷却，并检查中子衰变的可能信号，以这种方式在中子星的诞生后。
2022-08-25 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the Dark Matter Interpretation $n \rightarrow χ+ e^+ e^-$ of the Neutron Decay Anomaly with the PERKEO II experiment
与测量中子寿命的束内和瓶内类型实验不同的是在4 $σ$标准偏差水平上。在最近的出版物中，Fornal和Grinstein提出，如果中子通过暗衰变模式在百分之一的水平上衰变，那么这个难题就可以解决，其中一个可能的分支是$n \rightarrow χ+ e^+ e^-$。从\perkeoII实验的数据，我们设置的分支分数的限制，并排除百分之一的贡献$95\,\%$的允许质量范围内的暗物质粒子。
2019-05-07 hep-ex hep-ph nucl-ex
Inclusive $B$ decays, lifetimes, and $|V_{cb}|$: a unified heavy-quark expansion analysis
Università di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Universität Siegen（锡根大学）；University of Bonn（波恩大学）；Maastricht University（马斯特里赫特大学）；Nikhef（荷兰国家亚原子物理研究所）
本文通过全局HQE分析统一处理包含性B衰变矩、分支比和寿命，得到精确的|V_{cb}|值，并指出现有矩数据拟合质量不佳，呼吁新测量以解决谜团。
2026-09-25 hep-ex hep-ph
Hypertriton lifetime
本文利用基于手征有效场论的从头算无核壳模型研究超氚寿命之谜，发现寿命与Λ分离能强相关，理论不确定性限制了精度，且在最低分离能下的计算寿命与最新ALICE测量值吻合。
2024-02-19 hep-ph nucl-ex nucl-th
Neutron Dark Matter Decays
我们分析了在瓶子和束流实验中测量的中子寿命之间的差异。根据Fornal和Grinstein（物理学评论Lett。120，191801（2018）），我们提出了一个解释这样一个谜的暗物质通道的中子衰变。然而，与Fornal和Grinstein不同的是，除了暗物质衰变通道n -> x + e^- + e^+（其中x是暗物质狄拉克费米子，（e^-e^+）是电子-正电子对）之外，我们假设存在暗物质衰变通道n -> chi + v_e + \bar v_e（其中v_e \bar v_e是电子中微子-反中微子对）。这允许描述中子寿命的测量之间的差异，即使在暗物质衰变通道n -> x + e^- + e^+不可观测的情况下，其可能低于反应阈值。通过测量电子-中子散射e^- + n-> x + e^-，可以在实验上观察到n -> x + e^- + e^+耦合的存在，所述电子-中子散射在非常低的电子能量下，由衰变n -> x + v_e + \bar v_e$的强度引起。本文提出了一个规范不变的量子场论模型，该模型具有SU_L（2）\times U_R（1）\times U_R '（1）\times U“_L（1）对称性，用于有效（n × \ell \bar{\ell}）相互作用的紫外完备化，其中\ell（\bar{\ell}）是电子（正电子）或中微子（反中微子）.
2018-09-30 gr-qc hep-ph nucl-ex
