Probing neutrino coupling to a light scalar with coherent neutrino scattering
在未来测量相干弹性中微子核散射的实验中,大量的中微子事件可以精确测量标准和新物理。以COHERENT和CONUS为例,分析了轻标量粒子与中微子和夸克耦合的极限。轻子数守恒和破坏的相互作用被认为是。结果表明,目前(未来)的实验可以探测到几个兆电子伏耦合的标量质量下降到$10^{-4}$ $(10^{-6})$的水平。质量在中微子能量附近的标量允许通过特征光谱形状失真来确定它们的质量。我们现在和未来的限制进行了比较,从超新星演化,大爆炸核合成和中微子双β衰变的约束。我们还概述了紫外线完整的基础模型,包括一个轻标量与夸克耦合轻子数违反和守恒耦合中微子。
2018-02-14 hep-ex hep-ph
Coherent elastic neutrino-nucleus scattering in multi-ton scale dark matter experiments: Classification of vector and scalar interactions new physics signals
对太阳中微子$^8$ B在多吨氙暗物质探测器中引起的相干弹性中微子-核散射(CE $ν$ NS)过程中的新物理信号进行了分类。我们的分析集中在矢量和标量相互作用的有效和轻介质的限制后,考虑到从最近的相干数据和中微子质量出现的约束。在这两种情况下,我们确定了一个区域,在该区域中,仅测量事件谱就足以确定新的物理信号是否与矢量或标量耦合有关。我们也确定了一个区域,需要测量的反冲光谱,以便建立新的相互作用的性质,并分类的光谱特征,使区分矢量标量的情况下。我们证明了新的相互作用的同位旋性质的测量,从而去除同位旋相关的简并是可能的,通过结合独立的测量从两个不同的检测器。我们还评论了正在进行的多吨年氙实验的矢量和标量相互作用的搜索状态。
2019-10-28 hep-ex hep-ph
Chiral baryon in the coherent pair approximation
我们重新审视K的工作。Goeke,M. Harvey,F. Grümmer和J. N. Urbano(Phys. Rev. { \bf D37},754(1988)),他考虑了一个基于线性西格玛模型的核子手征模型,其中标量-等差标量-等矢量介子与夸克耦合,并使用相干对近似求解。这样,量子π介子场就可以用非微扰的方式来处理。在这项工作中,我们回顾了这个模型和相干对近似纠正了一些错误的早期工作。我们最小化的手征哈密顿量的期望值的相干对基态配置和解决由此产生的方程的核子量子数。我们计算了核子观测量的正则集,并与Hedgehog模型和实验进行了比较。使用修正后的方程得到的核子观测值略有不同,但没有纠正$π$ -核子耦合中较大的维里偏差。因此,我们的研究结果并没有显著改变Goeke等人的结论。
1998-09-21 hep-ph
Distillation of scalar exchange by coherent hypernucleus production in antiproton-nucleus collisions
本文用束缚质子和$Λ$ -超子波函数的介子交换模型计算了束流动量为$1.5\div20$ GeV/c时相干过程$\bar p + {}^AZ \to {}^A_Λ(Z-1) + \barΛ$的总微分截面和角微分截面。结果表明,具有不同离散$Λ$态的超核产生截面的束流动量依赖关系的形状对$\bar p p \to \barΛΛ$振幅中标量$κ$ -介子交换的存在非常敏感.这可用作通过相干$\bar p A$反应中的标量$πK$相关性的交换的干净测试。
2017-09-12 hep-ex hep-ph nucl-ex
Gravitational-wave detectors as particle-physics laboratories: Constraining scalar interactions with a coherent inspiral model of boson-star binaries
引力波对中子星并合的探测对于限制物质在1000密度下的微观相互作用起着至关重要的作用。类似地,如果宇宙中存在玻色子星,它们的合并可以用来限制标量场理论的基本耦合常数。我们发展了第一个四次相互作用玻色子星螺旋的相干波形模型。波形包括相干自旋诱导的四极和潮汐变形的贡献的质量和自旋的二进制和一个单一的耦合常数的理论。我们表明,未来的仪器,如爱因斯坦望远镜和激光干涉仪空间天线可以提供强有力的互补边界玻色子自相互作用,而目前的检测器的约束力是边际。
2021-02-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Boltzmann hierarchy for interacting neutrinos I: formalism
从碰撞玻尔兹曼方程出发,我们首次从第一性原理导出了中微子的玻尔兹曼层次结构,包括与标量粒子的相互作用。例如,这种相互作用出现在中微子质量产生的类majoron模型中。我们研究了标量质量的两个极限:(i)一个非常大的标量,其唯一的作用是调解有效的4-费米子中微子-中微子相互作用,以及(ii)一个无质量的标量,可以产生的丰度,因此需要自己的玻尔兹曼层次。与之相反,例如,在一阶玻尔兹曼方程中,中微子与标量相互作用的玻尔兹曼方程包含了由中微子-中微子和中微子-标量相互作用中不可忽略的能量转移引起的动量相关的碰撞项.这就需要我们单独跟踪相空间分布的每个动量模式,即使粒子是无质量的。比较我们的层次结构与常用的$(c_{\rm eff}^2,c_{\rm vis}^2)$参数化,我们发现这两种方法之间没有正式的对应关系,这就提出了一个问题,后者参数化是否甚至有一个解释粒子散射。最后,虽然我们已经调用majoron模型作为我们研究的动机,我们的治疗实际上是普遍适用于所有的情况下,中微子和/或其他超相对论费米子与标量粒子相互作用。
2015-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Decay of a scalar condensate in two different approaches
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院理论物理研究所);Department of Physics, Tohoku University(东北大学物理学系);National Institute of Technology, Tsuruoka College(国立技术研究所鹤冈学院)
研究标量凝聚体通过与准粒子相互作用的衰减机制,比较两种量子场论方法并证明其等价性。
2026-04-02 hep-ph
Scalar theories and symmetry breaking in the light-front coupled-cluster method
我们扩展了光阵面耦合团簇(LFCC)方法,使其包含零模,以便能够计算对称性破缺理论中的真空结构。作为例子讨论了φ ^3和φ ^4理论的应用,并与变分相干态分析进行了比较。
2014-02-02 hep-ph
Coherent Scalar Field Oscillations and the Epoch of Deceleration
超新星SN 1997 ff的发现证实了一致性Lambda/CDM模型所预测的宇宙加速到减速的转变。然而,它在超新星Ia哈勃图中的位置表明,这种转换太明显了,这意味着宇宙学常数并不能充分描述真空的状态。一个“非本质”模型被调用,一个标量场由一个简单的二次势,这给了一个更好的拟合新的数据点。该领域正在经历相干振荡,该提案的一个关键特征是我们即将结束第二阶段的加速; Lambda/phi混合取代Lambda/CDM,Omega_Lambda~0.4和Omega_phi~0.6。
2001-11-19 astro-ph gr-qc hep-ph
Can oscillating scalar fields decay into particles with a large thermal mass?
利用非平衡量子场论计算了热环境中相干振荡标量场的耗散率,并将其应用于宇宙暴胀后的再加热阶段。结果表明,即使耦合到振荡暴胀子场的粒子具有比它更大的热质量时,该速率也是非零的,因此即使在没有预热的情况下,宇宙温度也可以远高于暴胀子的质量。它的宇宙学意义也进行了讨论。
2005-10-07 hep-ph
Ultralight Scalar Dark Matter with Off-Diagonal Flavor Couplings
Beihang University(北京航空航天大学);Peking University(北京大学)
研究超轻标量暗物质通过非对角味耦合影响标准模型参数,推导夸克质量及CKM参数振荡修正,结合精确实验数据约束味违反耦合强度。
2026-03-18 hep-ph
Kinetic theory for scalar fields with nonlocal quantum coherence
我们导出了标量场在时间(相干粒子产生)或空间(量子反射)上经历相干演化的量子动力学方程。我们的主要发现是,在具有一定时空对称性的系统中,量子相干性表现为动力学2点关联函数的新谱解的形式。这种光谱结构导致一致的近似动力学方程,描述相干演化存在的散肩碰撞。我们通过求解玻色子克莱因问题和非相对论方阱势的束缚态来说明这种方法。然后,我们比较我们的谱相空间定义的粒子数的非平衡场论的其他定义。最后,我们将明确计算的相互作用的相干粒子的产生的情况下,耦合到振荡的背景不稳定的字段。
2009-06-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Probing general $U(1)'$ models with non-universal lepton charges at FASER/FASER2, COHERENT and long-baseline oscillation experiments
本文研究了FASER/FASER2、COHERENT和DUNE/T2HK实验对一般无反常U(1)'模型中新规范玻色子Z'和标量ϕ的探测灵敏度,揭示了非普适轻子电荷下不同实验的互补性及参数依赖性。
2023-09-14 hep-ex hep-ph
COHERENT analysis of neutrino generalized interactions
有效的中微子-夸克广义相互作用完全由洛伦兹不变性决定,因此它们包含了所有可能的四费米子非导数洛伦兹结构。它们包含中微子-夸克非标准相互作用作为一个子集,但跨越一个更大的集合,涉及有效标量,赝标量,轴向和张量算子。利用最近的相干数据,我们推导出相应的耦合约束,考虑标量,矢量和张量夸克流,并假设没有轻子味依赖。我们允许混合中微子夸克洛伦兹耦合,并考虑两种类型的情况下:(i)在核水平上的相互作用是目前在一个时间,(ii)两个相互作用是同时存在的。对于情形(i),我们的研究结果表明,标量相互作用是最严重的限制,特别是赝标量标量中微子夸克耦合。相比之下,张量和非标准矢量相互作用仍然能够实现相当大的有效参数。我们发现,以及一个额外的矢量相互作用时,提高了数据拟合相比,假设只有标准模型的贡献。在场景(ii)中,两个相互作用的存在放松了边界,并打开了参数空间中原本封闭的区域,其效果在标量向量和标量张量的情况下更为明显。我们指出,除了矢量的情况下,我们的结果代表了最严格的边界上的有效中微子夸克广义相互作用的介质质量为$\sim 1\,$ GeV。他们举行,以及较大的调解人群众,在这种情况下,他们应该进行比较,从中微子深度非弹性散射数据的限制。
2018-07-05 hep-ex hep-ph
Nonperturbative light-front effective potential for static sources in quenched scalar Yukawa theory
我们计算了猝灭标量Yukawa理论的光前量子化中两个固定源之间的有效势,该理论模拟了复杂标量场通过交换中性标量的相互作用。尽管使用光阵面坐标破坏了显式旋转对称性,但有效势是旋转对称的,并且与标量交换的标准汤川势相匹配。中性标量场由相干态表示,相干态作为我们模型哈密顿量的本征态非微扰地获得,本征能决定有效势。源由相对于平常时间固定但在光阵面坐标中移动的波包表示。这个理论被淬灭了,以消除产生对的过程,否则会导致光谱从下面无界。
2021-12-30 hep-ph
Dynamics of oscillating scalar field in thermal environment
在粒子物理激发的宇宙学场景中,经常会出现相干振荡的标量场,这可能会产生丰富的唯象结果。标量场应该与背景热浴相互作用,以便在适当的时期衰变为辐射,但在标量场中引入一些耦合会使动力学变得复杂。我们详细研究了相干振荡的标量场的动力学,它与另一个与热背景相互作用的场具有可重整化耦合。通过考虑以下效应,对标量场动力学及其合成丰度进行了显著的修正:(1)对有效势的热修正,(2)热浴中标量场的耗散效应,(3)非微扰粒子产生事件,(4)非拓扑孤子的形成.由于标量质量、振幅、耦合和背景温度的不同,出现了许多不同的时间尺度,使得这些效应的效率变得不平凡。
2013-04-24 astro-ph.CO hep-ph
Unimodular bimode gravity and the coherent scalar-graviton field as galaxy dark matter
广义规范不变性/相对论的显式破坏被认为是引力性质的暗物质和暗能量的起源。违反当地的规模不变性单独,与剩余的么模,被认为是。除了四体积保持变形模式-横向张量引力子-度规包括一个压缩模式-标量引力子,或systolon。一致地给出了双模/标量张量引力的么模不变和广义协变度量理论。为了减少该理论的原始模糊性,施加了动力学全局对称性,并揭示了其随后的自发破缺。静态球对称的情况下,在空的,但可能的起源,空间进行了研究。构造了一个描述一种新的静态空间结构--暗空隙的三参数解。它具有引力禁闭的性质,在其外围具有对数引力势,并导致渐近平坦的转动曲线。暗陷隙是一个起源于黑洞中心的超大质量暗裂缝(标量修正的黑洞),周围环绕着一个核心暗晕。暗陷隙是星系的一个原型模型,它包含了对非引力物质分布和非球面性或旋转的最终解释。
2012-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Coherent quantum Boltzmann equations from cQPA
我们重新制定和扩展我们最近介绍的量子动力学理论的相互作用费米子和标量场。我们的形式主义是基于相干准粒子近似(cQPA)的非局部相干信息编码在新的光谱解在离壳动量。我们推导出明确的形式cQPA传播在均匀的背景下,并表明,涉及新的相干传播的碰撞积分,需要在梯度展开中的所有订单进行建模。我们执行此重申和推导广义动量空间费曼规则,包括相干传播和修改的顶点规则的汤川相互作用。结果,我们能够建立费米子场和标量场的自洽量子玻尔兹曼方程。我们提出了几个例子的图解计算和数值应用,包括一个简单的玩具模型相干重子。
2011-01-25 hep-ph hep-th
Cosmological perturbations in coherent oscillating scalar field models
快速振荡的均匀标量场平均表现为理想流体,并且它们的内禀各向同性使得这些模型在宇宙学中非常富有成果。在这项工作中,我们将分析这些理论假设一般幂律电位$V(ϕ)=λ\vertϕ\vert^{n}/n$的扰动动力学。在波数展开的首阶,以$ω$为有效状态方程,得到了扰动有效声速的简单表达式$c_{\text{eff}}^2 = ω=(n-2)/(n+2)$。当扰动波数$k$远小于背景振荡频率$ω_{\text{eff}}$时,我们还得到了$k^2/ω_{\text{eff}}^2$的一阶修正.对于标准的大质量的情况下,我们也分析了一般的非谐贡献的有效声速。这些结果是通过一个扰动版本的广义维里定理,也研究了精确的系统都在超哈勃极限,推导出自然analogue为$δϕ$,并为子哈勃模式,利用Floquet定理。
2016-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Misalignment mechanism for a mass-varying vector boson
针对矢量玻色子能量密度在宇宙膨胀中被指数抑制的问题,提出若矢量场从数值激增数个数量级的标量场获得质量即可补偿该抑制,使失配机制能在当前宇宙产生具有可观能量密度的相干矢量玻色子暗物质。
2023-09-08 astro-ph.CO hep-ph
Bosonic dark matter in a coherent state driven by thermal fermions
如果在热背景中存在一个与夸克或轻子占优势相互作用的标量玻色子场,则通过热效应可以产生相干振荡,并在较宽的耦合和质量范围内成为暗物质的候选者。我们描述了这种机制的一般特征,并分析了它是如何工作的,在各种情况下,考虑渐近极限,可以得到解析解。
2021-09-27 astro-ph.CO hep-ph
Nonequilibrium coherent effects at finite chemical potential
Universidad Técnica Federico Santa María(费德里科·圣玛丽亚技术大学)
研究有限化学势下复标量场中由初始条件记忆引起的瞬态粒子-反粒子干涉图案,该效应随阻尼消失。
2026-05-27 hep-ph hep-th
Coherent Neutrino-Nucleus Scattering and new Neutrino Interactions
我们探讨了潜在的探测新的中微子物理与未来的实验测量相干中微子核散射。具有高统计量的实验应该很快变得可行,并允许以前所未有的精度约束参数。利用未来探测反应堆中微子实验的基准装置,我们研究了中微子非标准相互作用和新的奇异中性流(标量,张量等)的敏感性。与费米相互作用相比,可以探测新相互作用的百分和千分能级强度,对于某些可观测量,可以取代未来中微子振荡实验的限制,最多可达两个数量级。
2017-03-12 hep-ex hep-ph
Inflation with General Initial Conditions for Scalar Perturbations
本文讨论了具有一般初态的单场准de Sitter暴胀模型的可能性。本文首先计算了以相干态为初态的标量微扰的功率谱和双谱。我们发现,一大类相干态是不可区分的Bunch-Davies真空态,因此与目前的观察。在Bunch-Davies真空态上建立更一般的初态的情况下,我们证明了观测到的功率谱和局域双谱对初态的约束相对较弱,并且对于拟de Sitter暴胀,大量的初态与当前的观测结果是一致的.然而,重整化的能量动量张量的波动约束的初始状态进一步。
2012-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter-Neutrino Interconversion at COHERENT, Direct Detection, and the Early Universe
我们研究了一个暗物质(DM)模型,其中主要的耦合到标准模型通过中微子DM标量耦合发生。新的单态标量一般会与可重正化的希格斯门相互作用产生的核/电子耦合。因此,DM粒子$X$可以通过在目标核$\mathcal{N}$:$ X + \mathcal{N} \rightarrow ν+ \mathcal{N}$上散射而转化为中微子,从而在直接检测实验中产生惊人的特征。类似地,DM可以在中微子实验中的中微子散射事件中产生:$ ν+ \mathcal{N} \rightarrow X + \mathcal{N}$,预测实验中的光谱畸变,如COHERENT。此外,该模型允许后期动力学解耦的暗物质与小尺度结构的影响。在低质量,我们发现,相干性和后期动力学解耦产生最强的约束模型,而在高质量的领先的约束来自DM下散射在XENON 1 T和Borexino。未来的改进将来自CE $ν$ NS数据、超低阈值直接探测和罕见的K介子衰变。
2020-05-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Graviton particle statistics and coherent states from classical scattering amplitudes
在广义相对论的两体散射问题中,我们用微扰方法研究了末态引力子的粒子分布。我们从KMOC形式中引力子数算符的期望值计算分布的均值、方差和阶乘矩。对于最小耦合标量粒子,泊松分布的领先偏差由包含两个引力子发射的六点树振幅的么正性切割给出。我们以两种独立的方式计算这个振幅。首先,我们使用一个扩展的Cheung-Remmen参数化,包括最小耦合标量。然后,我们重复计算,使用上壳BCFW类似的技术,找到完全一致。在经典极限下,这个振幅给出了一个纯粹的量子贡献,证明了我们可以将最终的半经典辐射态描述为至少达到$\mathcal{O}(G^4)$阶的相干态。最后,我们给出了一般的论点,为什么我们期望这也举行在更高的订单微扰理论。
2022-07-16 gr-qc hep-ph hep-th
Producing a new Fermion in Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering: from Neutrino Mass to Dark Matter
本文研究了弹性中微子-核相干散射中新的MeV级费米子的产生。计算了对可测核子反冲谱的影响。假设新的费米子通过单线标量耦合到中微子和夸克,我们使用相干数据对其质量和耦合进行了限制,并确定了CONUS实验的灵敏度。我们研究了新的费米子与中微子质量产生的可能联系。本文还讨论了这种新的费米子作为暗物质粒子的可能性。
2018-12-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A coherent study of $χ_{c0,2}\to VV$, $PP$ and $SS$
我们在一般的因子分解方案下研究了$χ_{c0,2}$衰变为矢量介子对($VV$)、赝标介子对($PP$)和标介子对($SS$)的过程.目的是阐明OZI规则违反和SU(3)味破缺在衰变跃迁中所起的作用,以及它们与末态介子波函数的关系。对于$χ_{c0,2}\to VV$和$PP$,我们得到了一个整体的自包含的描述的实验数据。应用这种因式分解$χ_{c0}\to f_0^i f_0^j$,其中$i, j=1, 2, 3$表示$f_0(1710)$,$f_0(1500)$和$f_0(1370)$,分别,我们发现,具体的模式将出现从模型预测的衰变分支比的幅度,和有用的信息,这三个标量的结构可以抽象。
2005-09-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Nature of the light scalar mesons
尽管介子光谱学明显简单,但轻标量介子不能容纳在通常的$q\bar q$结构中。本文研究了2GeV以下标量介子的手征九重态与常规$q\bar q$态的混合描述。强双夸克-反双夸克分量被发现的几个国家。对猝灭的格点量子色动力学所指示的胶球的考虑,驱动了一个等势介子的相干图像。
2005-08-11 hep-ex hep-ph nucl-th
Coherent neutrino scattering and the Migdal effect on the quenching factor
最近的测量锗淬火因子偏离显着的标准Lindhard模型的预测低于千电子伏的核反冲能量。这种偏离可以用中子在锗上散射的Migdal效应来解释。我们表明,Migdal效应的猝灭因子可以模仿信号的光Z'或轻标量介体在相干弹性中微子核散射实验与反应堆反中微子。为了避免这种混淆,必须在接近阈值的位置精确测量低反冲能阈值核的猝灭因子。这也将有助于对光暗物质的实验研究。
2021-06-10 hep-ex hep-ph nucl-ex
Sub-eV scalar dark matter through the super-renormalizable Higgs portal
标准模型的希格斯门提供了通过超重整化算子$ϕ(H^\dagger H)$耦合到非常轻的标量场$ϕ$的机会。这就允许存在一种非常轻的标量暗物质,它与标准模型粒子有相干相互作用,但其质量不受辐射修正的影响。我们分析随之而来的第五力测量的约束,随着宇宙学的要求。我们发现,第五种力的可检测水平可以在低暴胀尺度的模型中实现,并在$ϕ$的初始偏差从其最小值进行一定量的微调。
2010-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph