Quasielastic Lepton-Nucleus Scattering and the Correlated Fermi Gas Model
本文针对中微子-核相互作用中的不确定性问题,提出了关联费米气体模型在电子-核与电荷流准弹性中微子-核散射中的完整解析实现,并分别比较了形状因子与核模型效应。
2025-05-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
QED medium effects in (anti)neutrino-nucleus and electron-nucleus scattering: elastic scattering on nucleons
解释当前和未来的中微子振荡和电子散射实验需要知道轻子核子和轻子核相互作用的百分比水平。我们研究了带电粒子和核介质之间的光子交换,用于(反)中微子,电子和μ子引起的大核内的反应。虽然量子电动力学(QED)介质的贡献形式上抑制了两个权力的电磁耦合常数$α$相比,领先的一级截面,低能量模式和核尺寸增强的数量级的效果。它们需要一个适当的红外正则化,我们实现的电磁相互作用在原子长度尺度或以上的筛选。给出了(反)中微子-核和带电轻子-核截面畸变的近似解析表达式,并以核内核子弹性散射为例,计算了屏蔽尺度下QED介质效应的实际值.我们发现了新的permille-到μ-级的影响,这是没有考虑在(反)中微子核或电子核散射。
2022-10-18 hep-ex hep-ph nucl-ex
Broadening of particle distributions in electron- and (anti)neutrino-nucleus scattering from QED interactions
本文利用QED介质内轻子动力学框架,定量计算了Glauber光子介导的多次再散射效应,发现其引起的约10 MeV横向动量展宽会显著偏转电子径迹并抑制散射截面,强调在精确提取核子结构时需考虑该效应,且在(反)中微子-核散射中仅在运动学端点处显著。
2023-11-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
Relating high-energy lepton-hadron, proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions through geometric scaling
HERA的小x轻子-质子数据的一个特征是几何标度--在很宽的x和Q^2范围内,所有的数据都可以用一个单一的变量$Q^2/Q_{sat}^2(x)$来描述,所有的x依赖性都被编码在所谓的饱和动量$Q_{sat}(x)$中。在这里,我们观察到,相同的标度系数占核光吸收截面,有利于核依赖性$Q_{sat,A}^2\propto A^αQ_{sat}^2$,$α\simeq 4/9$。然后,我们作出的经验发现,相同的A-依赖占中心的演变在金+金碰撞在RHIC测量的多重性。它也允许参数化的高p_t粒子抑制在d+Au碰撞在向前快速。如果这些几何标度性质有一个共同的动力学起源,那么$Q_{sat,A}^2$的这种A依赖性应该是基础动力学模型的结果。
2004-07-01 hep-ph
Lepton-Nucleus Cross Section Measurements for DUNE with the LDMX Detector
我们指出,LDMX(光暗物质实验)探测器设计,设想寻找亚GeV的暗物质,也将有非常有利的特点,追求直接相关的中微子计划在DUNE和其他地方的电子-核散射测量。这些特性包括4-GeV电子束,精密跟踪器,电磁和强子量能器,从前向束轴到$\sim$ 40 $^\circ$角的近2 $π$方位角接受度,以及低重建能量阈值。因此,LDMX可以提供(半)排他性的截面测量,以及有关末态电子、π介子、质子和中子的详细信息。我们比较了两个广泛使用的中微子发生器(GENIE,GiBUU)在LDMX接受区域的预测,以说明在沙丘状运动学的电子-核相互作用的大的建模差异。我们认为,这些预测之间的区别是在LDMX检测器的能力。
2020-04-05 hep-ex hep-ph nucl-ex
Hadron formation in semi-inclusive deep inelastic lepton-nucleus scattering
在考虑夸克能量损失和核吸收的模型下,研究了轻子-核深度非弹性散射中的强子产生。给出了强子多重数比的首阶计算,并与选定的HERMES实验数据进行了比较,其中夸克强子化是通过强子形成时间在核内发生的。结果表明,随着强子携带能量分数的增加,核吸收对强子多重数比的抑制作用越大。结果表明,当强子化发生在核内时,核吸收是导致强子产额减少的主要机制。从理论和实验上证实了夸克强子化的强子衰减与原子质量的关系与$ A^{1/3}$成正比。
2013-10-20 hep-ph
Phenomenology of lepton-nucleus DIS
本文讨论了非极化核深度非弹性散射的唯象研究结果,并将其应用于中微子带电流结构函数和若干核的截面的计算。
2006-02-10 hep-ph
Atomic mass dependence of hadron production in semi-inclusive deep inelastic lepton-nucleus scattering
在夸克能量损失模型下研究了轻子-核深度非弹性散射中的强子产生。给出了强子多重数比的首阶计算,并与选定的HERMES介子产生数据进行了比较,其中夸克强子化是通过强子形成时间在核外发生的。通过整体拟合得到了夸克的单位长度能量损失为$0.440 \pm 0.013$ GeV/fm。证实了强子衰减的原子质量数依赖性与核外夸克强子化的$A^{2/3}$幂律在理论上和实验上是一致的。
2013-10-20 hep-ph
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。
2024-04-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
ACHILLES: A novel event generator for electron- and neutrino-nucleus scattering
本文介绍了一种新型的轻子-核事件发生器:ACHILLES,一个奇卡哥-兰德轻子事件模拟器。生成器分解了强子在核中传播的主要相互作用,这允许大量的模块化,便于进一步改进和与现有代码的接口。我们验证我们的发电机对高质量的电子-碳散射数据在准弹性制度,包括最近的CLAS/e4 v重新分析现有的数据。我们发现在包容性和排他性的分布很好的协议。通过改变被击倒的核子在整个原子核中传播的假设,我们估计了理论不确定性的一个组成部分。我们还提出了新的观测量,将允许进一步测试轻子核散射模型。Achilles很容易扩展以产生中微子-核散射事件。
2022-05-12 hep-ex hep-ph nucl-th
Do electromagnetic effects survive in the production of lepton pairs in nucleus-nucleus collisions ?
本文讨论了高能重离子半中心碰撞和周边碰撞中$J/ψ$和$e^+ e^-$对的产生。我们专注于光生产机制。我们目前的解释结果的ALICE合作低横向动量生产的$J/ψ$以及由明星合作$e^+ e^-$生产,也在低横向动量获得的结果。我们的结论是,这样的效果也很重要,在这个新的角落(半中心过程)的相空间。
2019-10-11 hep-ph nucl-th
Lepton pair production in muon-nucleus scattering
本文研究了MUonE实验中μ子-核散射产生真实轻子对的过程及其数值影响,通过MESMER蒙特卡洛生成器在无角度近似下完成了计算,揭示了该过程作为实验本底的重要性。
2024-05-30 hep-ex hep-ph
Quasielastic Lepton-Nucleus Scattering and the Correlated Fermi Gas Model
本文实现 Correlated Fermi Gas 核模型的完全解析版本,用于准弹性轻子-原子核散射,并比较形状因子与 Relativistic Fermi Gas 等核模型效应对电子-碳及中微子-碳数据的影响。
2025-01-09 hep-ph
Heavy lepton pair production in nucleus-nucleus collisions at LHC energy - a case study
本文研究了$\sqrt{s_{NN}}$ = 5.5TeV的Pb+Pb碰撞中$τ^{+}τ^{-}$轻子对的产生。较大的$τ^{\pm}$质量($\sim$ 1.77 GeV)相比,$e^{\pm}$和$μ^{\pm}$导致相当小的强子贡献的$τ^{+}τ^{-}$对不变质量($M$)分布相对于生产从热部分子源。在$ τ^{+}τ^{-}$的产生过程中,考虑了通过虚光子、Z玻色子和Higgs玻色子的夸克-反夸克湮灭过程.我们观察到,从Drell-Yan过程的贡献占主导地位的$τ^{+}τ^{-}$对质量从4到20 GeV的LHC能量的热产额。我们还提出了$τ$轻子对的产率的核-核碰撞相对于从p+p碰撞的产率的比例缩放的二元碰撞在LHC能量作为$τ$对质量的函数。的比例被发现是显着高于统一的质量范围为4至6 GeV。这表明在质量窗$\leq 6$ $4\leq M$(GeV)中从夸克胶子等离子体(QGP)中探测到$τ^{+}τ^{-}$对的可能性。
2011-02-09 hep-ph nucl-th
Lepton-nucleus scattering in the impulse approximation regime
我们讨论了电子和中微子的核散射的理论计算,进行了现实的核光谱功能,包括最终状态的相互作用的影响。电子散射数据与计算的含氧截面的比较表明,费米气体模型不能提供满意的描述测量的截面,需要包括核动力学。分析了泡利阻塞在低$Q^2$荷电中微子反应中的作用。
2005-10-20 hep-ph nucl-th
$^{16}$O spectral function from coupled-cluster theory: applications to lepton-nucleus scattering
本研究结合耦合簇理论与高斯积分变换及切比雪夫展开计算$^{16}$O谱函数,预测轻子-原子核散射,准确描述准弹性峰数据,并验证其在NuWro中微子模拟中的适用性。
2023-09-01 hep-ph nucl-th
One and Two-Body Current Contributions to Lepton-Nucleus Scattering
本研究将轻子-原子核散射中单体与两体流算符的干涉效应纳入谱函数形式体系,经$^{12}$C散射分析验证,该方法提升了横向响应与截面的计算精度,对中微子振荡研究和核子轴形状因子测定具有重要意义。
2023-12-19 hep-ph nucl-th
Numerical Implementation of lepton-nucleus interactions and its effect on neutrino oscillation analysis
讨论了基于真实核谱函数的核模型在GENIE中微子相互作用发生器中的实现。除了改进费米气体描述的核基态,我们的计划涉及一个新的处方$Q^2$选择,意味着有效地执行能量动量守恒。我们的模拟结果,通过比较电子散射数据验证,已获得各种目标核,从碳到氩,覆盖准弹性散射是占主导地位的反应机制的运动学区域。分析了所采用的核模型对确定中微子振荡参数的影响。
2014-10-13 hep-ex hep-ph nucl-th
A simple model for NN correlations in quasielastic lepton-nucleus scattering
我们提出了一个协变的相对论性费米气体模型的扩展,其中包括核中的关联效应。在这个模型中,灵感来自BCS描述的费米子系统,我们得到的核谱函数,并从它的超标度函数用于治疗高能量准弹性电弱过程。有趣的是,这个模型有能力产生在实验标度函数中看到的不对称尾部。
2008-09-16 hep-ph nucl-th
Nuclear Parton Distributions from Lepton-Nucleus Scattering and the Impact of an Electron-Ion Collider
我们提出了第一个确定的核部分子分布函数(nPDF)的基础上NNPDF方法:nNNPDF 1.0。这一分析是基于中性流深度非弹性结构函数数据,并在QCD计算中进行了重夸克质量效应的NNLO。在NNPDF拟合中,首次使用具有反向模式自动微分(反向传播)的随机梯度下降来实现$χ^2$最小化。我们通过封闭测试验证了拟合方法的鲁棒性,评估了所得nPDF的扰动稳定性,并将其与最近的其他分析进行了比较。nNNPDF1.0分布满足边界条件,从而NNPDF3.1质子PDF中心值和不确定性在$A=1$处再现,这引入了重要的约束,特别是对于低$A$核。我们还研究了电子-离子对撞机(EIC)提供的信息,发现EIC测量将显著地将nPDF约束到$x\simeq 5\times 10^{-4}$。我们的研究结果代表了有史以来第一次nPDF确定使用Monte Carlo方法与最先进的质子PDF拟合一致,并为随后的全球nPDF分析,包括质子核数据提供了基础。
2019-07-22 hep-ex hep-ph nucl-ex
Toward Construction of the Unified Lepton-Nucleus Interaction Model from a Few Hundred MeV to GeV Region
下一代的中微子振荡实验需要对中微子-原子核相互作用有一个比以往更好的定量理解。由中微子-核相互作用所覆盖的动力学范围很广,从准弹性区,通过共振区,到深度非弹性散射区。不同区域的中微子-核相互作用具有不同的特点。显然,结合不同的专业知识来构建一个涵盖中微子-核相互作用所有运动学区域的统一模型是必要的。最近,一些实验学家和理论家聚集在一起,形成了一个合作来解决这个问题。在这篇文章中,我们报告了合作的最近活动和在不久的将来的目标。
2013-03-25 hep-ph nucl-th
Quasielastic Lepton-Nucleus Scattering and the Correlated Fermi Gas Model
针对中微子-核相互作用的不确定性,提出CCQE散射的关联费米气体模型解析实现,分别比较了电子-碳与中微子-碳散射的形状因子和核模型效应。
2024-10-14 hep-ex hep-lat hep-ph
Lepton-jet Correlations in Deep Inelastic Scattering at the Electron-Ion Collider
我们提出的轻子喷注关联在深非弹性散射作为一个独特的工具,核子/核层析在电子-离子对撞机。末态轻子与喷注之间的方位角关联依赖于夸克的横动量分布。我们以单横自旋不对称性为例来说明对夸克Sivers函数的敏感性。在研究轻子-核碰撞中的关联时,横动量展宽效应可以用来探索冷核物质效应。这些特征使得轻子喷流关联成为EIC的一个重要的新的硬探测器。
2018-12-19 hep-ph nucl-ex nucl-th
Charged lepton-nucleus inelastic scattering at high energies
建立了描述μ子和τ子在标准岩石中的非弹性高能散射的复合模型。它涉及低$Q^2$和中等$Q^2$过程的光核相互作用和深度非弹性散射(DIS)。在DIS区域中,考虑中性电流贡献。在较宽的能量范围内,给出了标准岩石中μ子和τ子能量损失的近似公式。
2004-12-24 astro-ph hep-ph
Final state interactions and hadron quenching in cold nuclear matter
我研究的作用,在修改强子生产的核子目标与轻子或强子束的冷核物质的最终状态相互作用。我证明了在何种程度上,在电子-核碰撞的实验数据可以给强子-核和核-核碰撞中的末态效应的直接信息。对于强子-核碰撞,基于轻子-核碰撞中测试的部分子能量损失模型的理论估计表明,在固定靶实验中,对中快度强子有很大的影响。在RHIC能量下,负快度强子的影响很大,但在中快度时很轻微。这种最终状态的冷强子淬灭需要考虑在喷射断层分析中产生的核-核碰撞的介质。
2007-06-21 hep-ex hep-ph nucl-th
Tau polarization in neutrino-nucleus interactions at the LHC energy range
本研究针对LHC能区可行的GeV-TeV能区中微子-核相互作用,分析反τ中微子与钨作用产生的反τ轻子极化,计算不同入射能量下的微分截面与极化分量,发现LHC能区下极化度小于1且对核效应不敏感。
2024-05-17 hep-ex hep-ph
Effect due to compositeness of nucleons in deep inelastic lepton nucleus scattering
分别选取重子-介子和夸克-胶子为基本组元,在光锥形式下讨论了轻子核深度非弹性散射中束缚核子的离壳行为.结果表明,考虑核子内部夸克结构的影响时,导出的束缚核子标度变量和计算的原子核结构函数与考虑重子-介子作为有效基本组元时的结果不同。这意味着纯粹的重子-介子描述给出了束缚核子结构函数的不准确的离壳行为,因此夸克-胶子似乎是最适合用于核描述的自由度。从理论上证明了EMC效应不能用核束缚效应来解释。
1993-01-02 hep-ph nucl-th
Accuracy of the lepton-nucleus scattering models in the quasielastic region
本文讨论了几种描述准弹性峰区电子-核包容散射的核效应模型,并对它们进行了比较,得出了它们在中微子-核相互作用中应用的可靠性结论。一个基本的动机是减少中微子振荡实验中的系统误差。我们专注于中微子的能量分布的T2 K实验,这为我们提供了一个区域的最重要的最高贡献的电荷电流准弹性(CCQE)截面。我们只选择与该区域重叠的电子核数据。为了使分析更加清晰,我们将数据集分为三组,并分别从每一组中得出结论。我们选择了六个模型进行比较:Benhar的光谱函数与和没有最终状态的相互作用(Benhar的SF+FSI),瓦伦西亚光谱函数(瓦伦西亚SF),更高的能量转移,只有与空穴光谱函数; GiBUU和本地和全球的费米气体模型。后两者被列为量化各种核效应影响的基准。这六种模型都是中微子散射研究中常用的模型。每个模型的一个简短的理论描述。虽然在选定的数据集的QE机制占主导地位,我们也简要讨论了可能的影响,$2p2h$和$Δ$的贡献。
2017-06-21 hep-ex hep-ph nucl-th
Scaling and isospin effects in quasielastic lepton-nucleus scattering in the Relativistic Mean Field Approach
在相对论冲量近似下,研究了电子准弹性散射和电荷变化中微子反应中同位旋的作用。我们分析质子和中子标度函数利用各种理论描述的最终状态的相互作用,重点介绍了强标量和矢量项的存在下引入的相对论平均场方法的影响。通过调用等差线和等矢量贡献的差异,对从$(e,e')$和$(ν,μ)$反应评价的标度函数中观察到的差异进行了解释。
2007-05-10 hep-ph nucl-th
Nuclear Potential of Final State Nucleons and Nucleons Plus Pions in Lepton Nucleus Scattering
在脉冲近似下,在$Δ$共振区域的核靶上的电子和中微子准弹性和π介子产生过程中末态轻子能量的建模取决于几个参数。这些参数包括初始态核子从核$ε^{P,N}$的去除能,电子、核子和π介子在核$|V_{eff}|$的库仑场中的势,以及末态核子($U^{QE}_{opt}$)和“核子加π介子”末态在$Δ$共振区域(我们称之为$U^Δ_{opt}$)中的动能相关的核势。我们从电子散射数据中提取这些参数。已有的研究表明,在零动能$U^{P,N}_{opt}(T=0)\approx$ 44 MeV时,束缚在$_{6}^{12}C$中的核子的光学势实部大于在$U^Δ_{opt}(T=0)\approx$ 30 MeV时的光学势实部.我们发现在较高的动能相反。例如,在T=100 MeV时,我们发现核子势$U^{P,N}_{opt}(T=100 MeV)$ =20 $\pm$ 5 MeV,$U^Δ_{opt}(T=100 MeV)$ = 30 $\pm$ 5 MeV。这两个结果是一致的,原因有二。首先,理论上$Δ$势的动能依赖性比核子的动能依赖性更平坦。其次,在我们的分析中,提取的$U^Δ_{opt}$值是在$Δ$共振区域中{ \it“核子加π介子”}末态的核势,因此包括共振和非共振π介子产生过程的贡献。对于只考虑费米运动和核势影响的蒙特卡罗发生器,相关参数是“核子加π介子”末态的有效核势。
2020-11-07 hep-ex hep-ph nucl-ex
On massive neutral lepton scattering on nucleus
本文提出了一种描述有质量(中性)轻子在原子核上的相对论散射的理论方法,在这种方法中,原子核保持其完整性。这个过程的可测量的截面包括弹性(或相干)贡献,当核保持在其原始量子态时,以及非弹性(非相干)贡献,当核进入另一个(激发)量子态时。从弹性散射区到非弹性散射区的转变由形状因子对转移到原子核的动量的依赖性自动调节。在小的动量转移弹性散射占主导地位。随着转移动量的增加,非弹性散射的贡献增加,后者在足够大的转移动量时成为主导。本文详细讨论了大质量(反)中微子与核子相互作用通过标准模型的$V\mp A$流的散射。由于非零质量,一个额外的通道出现的弹性和非弹性散射的这些(反)中微子的核由于改变这些(反)中微子的螺旋度的可能性。所得到的截面表达式适用于任何涉及中微子和反中微子的精确数据分析,特别是当中微子质量不为零时。这些表达式也可以用于分析实验的直接检测(中性)大质量弱相互作用的相对论性暗物质粒子,因为与普遍接受的情况下,他们同时考虑到弹性和非弹性相互作用的粒子。一个“非弹性信号”的存在及其特有的签名可能是暗物质粒子与原子核相互作用的唯一可记录的证据。
2023-03-20 hep-ph
Target mass corrections in lepton--nucleus DIS: theory and applications to nuclear PDFs
本研究针对当前及未来DIS装置的运动学需求,重新推导核靶TMC的OPE形式,用重新标度运动学变量得到近似与靶无关的表示,构建了与全计算吻合的单参数拟合,并对比不同形式体系的差异、给出装置数值预测。
2024-03-12 hep-ex hep-ph nucl-ex
Hadron production in lepton-nuclei interactions at high energies: Monte Carlo generator HARDPING 2.0
在蒙特卡罗事件发生器HARDPING(HARD Probe Interaction Generator)的框架下,研究了高能轻子-核相互作用中的强子产生。在HARDPING 2.0中实现了强子及其组分的形成长度、能量损失和多重再散射等效应。HERMES合作组关于轻子-核碰撞中强子产生的现有数据由现有版本的HARDPING生成器以合理的一致性描述。
2012-04-20 hep-ph nucl-th
Applications of KP Nuclear Parton Distributions
我们回顾了我们的微观模型的基础上计算的核部分子分布函数,考虑到一些核效应,包括费米运动和核结合,核介子交换流,离壳修正绑定核子分布和核阴影。我们讨论了一些不同的过程,包括轻子核深度非弹性散射,质子核Drell-Yan轻子对生产在费米实验室,以及$W^\pm$和$Z^0$玻色子生产在质子铅碰撞在大型强子对撞机的应用。
2016-11-07 hep-ex hep-ph nucl-ex
Lepton pair production by a high energy photon in a strong electromagnetic field
利用碰撞因子表象,研究了高能光子在强电磁场作用下的轻子对产生。通过对微扰级数的首项求和,得到了一个简单的振幅公式,它适用于${\cal O}(αZ)$中的所有阶数和原子核的任意场。利用这些结果,我们以一种简单的方式导出了库仑场中虚入射光子产生轻子对的结果。对于真实入射光子,我们的结果与已知结果一致。此外,非库仑势的一个特定的例子进行了详细讨论。
1997-09-15 hep-ph
VNI-3.1: MC-simulation program to study high-energy particle collisions in QCD by space-time evolution of parton-cascades and parton-hadron conversion
VNI是一个通用的蒙特卡罗事件发生器,它包括轻子-轻子、轻子-强子、轻子-核、强子-强子、强子-核和核-核碰撞的模拟。在重整化群改进的部分子描述和量子动力学理论的基础上,它使用了部分子级联的实时演化,并结合由动力学本身控制的自洽强子化方案。从一个特定的初始状态(由碰撞束粒子决定)的因果演化之后,是位置空间,动量空间和色空间中的部分子,前强子部分子簇和末态强子的相空间密度的时间发展。部分子演化是QCD中多(半)硬相互作用动量-空间描述的时空推广,包括2 -> 2部分子碰撞、2 -> 1部分子融合过程和1 -> 2辐射过程。另一方面,色单重态前强子团簇的形成及其衰变为强子的过程,则采用禁闭激发的空间判据和强子化的非微扰模型来处理。本文简要回顾了VNI的物理基础,然后详细描述了程序本身。后一个程序描述强调易于使用的实用主义,并解释了如何使用程序(包括一个简单的例子),注释输入和控制参数,并讨论了它提供的输出数据。
1997-05-02 hep-ex hep-ph nucl-ex
Semi-inclusive deep inelastic lepton scattering off complex nuclei
结果表明,在电子离开复杂核A的半包容深度非弹性散射(DIS)中,与散射电子同时探测到处于基态的核(A-1),以及处于基态的核子和核(A-2),可以为几个长期存在的问题提供独特的信息,例如:(1)DIS中末态相互作用的性质和相关性;(2)DIS中旁观者机制的有效性;(3)介质引起的核子结构函数的改变;(4)EMC效应的起源。
1999-04-29 hep-ph nucl-th
The correction of hadronic nucleus polarizability to hyperfine structure of light muonic atoms
利用轻子-质子和轻子-氘核深度非弹性散射极化结构函数的实验数据和幺正等压线模型,计算了核的强子极化率对μ子氢和氦的超精细结构的贡献.本文用MAID程序计算了共振区核子对横向和纵向极化光子的虚吸收截面。
2017-11-01 hep-ph physics.atom-ph
Lepton-Nucleus Interactions within Microscopic Approaches
本文综述了带误差估计的微观计算在轻子-核相互作用中的重要性,比较了Green's Function Monte Carlo与扩展因子化方案,量化了相对论效应及近似处理带来的理论误差。
2023-08-01 hep-ph nucl-th
Probing conventional and new physics at the ESS with coherent elastic neutrino-nucleus scattering
本文研究欧洲散裂源ESS通过CEνNS测量探测弱混合角、核半径及中微子广义相互作用、惰性中微子等新物理的潜力,表明高强度中微子束流可显著改善现有限制。
2025-05-11 hep-ex hep-ph
Multiple exchanges in lepton pair production in high--energy heavy ion collisions
最近对DIS离核畸变的分析揭示了对多喷注观测的传统硬因子分解的突破。核-核碰撞中喷流产生的畸变效应的相关pQCD分析还缺乏。作为这样一个分析的试验场,我们考虑在周边核碰撞中产生的轻子对谱的高阶库仑畸变的阿贝尔问题。本文报道了一个原子核的两个光子与另一个原子核的两个光子$2γ+ 2γ\to \m{l}^+\m{l}^-$碰撞对轻子对产生的贡献的显式计算。这种振幅对横动量的依赖性具有高度非平凡的形式,其起源可以追溯到相对运动核的库仑场中轻子动量的Sudakov分量守恒的不匹配。结果表明,熟悉的库仑扭曲的eikonalization打破了相反移动的库仑中心,这是一个坏消息,从扩展的角度来看,pQCD处理喷注产生的核碰撞。另一方面,我们注意到对于具有大横动量的轻子对,$2γ+ 2γ\to \m{l}^+\m{l}^-$过程的振幅有对数增强,而对于具有$m,n > 2$的$nγ+ mγ\to \m{l}^+\m{l}^-$过程则没有。我们讨论了一般结构的多个交流,并展示了如何处理高阶项不能eikonalized。
2004-10-19 hep-ph
Nuclear aspects of neutral current non-standard $ν$-nucleus reactions and the role of the exotic $μ^-\to e^{-}$ transitions experimental limits
核方面的变味中性电流(FCNC)的过程,预测各种新物理模型中发生的核,检查通过计算相关的核矩阵元素的上下文中的准粒子RPA使用现实的强二体力。我们的目标之一是探索非标准相互作用(NSI)在轻子部分的作用,特别是:(i)在涉及中性粒子$ν_\ell$和$\tildeν_\ell$,$\ell = e,μ,τ$的轻子味违反(LFV)过程和(ii)在涉及带电轻子$\ell^-$或$\ell^+$的带电轻子味违反(cLFV)过程。作为具体的核系统,我们选择了$μ^-\rightarrow e^-$转换实验的停止靶,即在J-PARC的PRIME/PRISM实验的$^{48}\mathrm{Ti}$核和在J-PARC的COMET的$^{27}\mathrm{Al}$以及在费米实验室的Mu 2 e的$^{27}\mathrm{Al}$。这些实验的目的是将寻找带电轻子混合事件的单粒子灵敏度降低到$10^{-16}$ -- $10^{-18}$。我们的目标是,通过利用我们详细的核结构计算和使用目前的限制或上述异国情调的$μ^- \rightarrow e^-$实验的灵敏度,把严格的约束NSI拉格朗日参数。
2013-12-09 hep-ph nucl-th
Top-quark production in proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions at LHC energies and beyond
用包含核部分子分布函数的次领先阶微扰QCD方法研究了在CERN大型强子对撞机(LHC)和未来的圆形对撞机(FCC)能量下质子-铅(p-Pb)和铅-铅(Pb-Pb)碰撞中单个和成对顶夸克的产生.在大型强子对撞机上,在sqrt(s)= 5.5 TeV时,Pb-Pb的成对产生截面为σ(t-tbar)= 3.4 μ b,在sqrt(s)= 8.8 TeV时,p-Pb的成对产生截面为σ(t-tbar)= 60 nb。在sqrt(s)= 39和63 TeV的FCC能量下,相同的截面分别大90和55倍。在轻子末态t-tbar --> W+b W-bbar --> b bbar l+l- nu+nu-中,在典型的接受和效率削减之后,人们预计在Pb-Pb和p-Pb碰撞中,每个名义LHC年大约有90和300个顶夸克,每个FCC年分别有4.7 × 10^4和10^5个顶夸克。由于总的净胶子反阴影效应,在核碰撞中,由胶子熔合过程主导的总t-tbar截面比p-p碰撞增加了3- 8%,尽管由于阴影效应或EMC效应修正,它们的微分分布的不同区域被耗尽。衰变轻子在t-tbar过程中的快度分布可以用来减少铅胶子密度在高虚拟度的不确定性高达30%,在LHC(全重离子计划),并通过70%每FCC-年。还计算了电弱过程中单顶产生的截面,得到了每个系统和每年减少约30倍的可测顶夸克数。
2015-04-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
High-energy neutrino-nucleus interactions
结合中微子振荡实验和超高能宇宙中微子相互作用,讨论了高能中微子与核的相互作用。当前中微子振荡测量的最大系统误差来自中微子-核相互作用部分,准确理解它对于高精度中微子物理,即研究轻子扇区的CP破坏至关重要。根据中微子束的能量,准弹性,共振,Regge,或/和深度非弹性散射(DIS)过程有助于中微子截面。希望能有一个结合各种理论描述的程序来计算任意运动学范围内的中微子-核截面。另一方面,IceCube合作开始获得$10^{15}$ eV范围内的截面数据,因此有必要了解人工轻子加速器能量范围之外的超高能中微子相互作用。对于未来精确的中微子物理学,包括CP测量,也有必要了解准确的核修正。目前的状况是解释核修正DIS结构功能。本文还讨论了在核子和原子核内寻找引力源,即夸克胶子能量动量张量的矩阵元的可能性。它们可以通过中微子相互作用进行探测,而不需要用高强度中微子束直接回应超弱的“引力相互作用”,可能在未来的中微子工厂中,通过使用强子层析成像技术。
2018-10-17 hep-ex hep-ph nucl-ex
Detailed calculation of lepton flavor violating muon-electron conversion rate for various nuclei
在一般轻子味破坏作用下,计算了各种核中μ子-电子的相干转换率。数值求解了库仑力作用下初态μ介子和末态电子的Dirac方程,并对波函数和核子密度进行了重叠积分。结果表明,在原子序数Z ~ 30范围内,轻核的转换分支比增大,Z = 30 ~ 60时最大,Z > 60时变小。我们还讨论了输入质子和中子密度的不确定性。计算的转换比与原子序数的关系有助于区分轻子味破坏的理论模型。
2002-08-20 hep-ph
Electron-nucleus scattering in the NEUT event generator
NEUT事件发生器是一种广泛使用的工具,用于模拟能量在10 s MeV和几TeV之间的中微子相互作用。NEUT在T2 K和Hyper-K实验的中微子振荡分析中起着至关重要的作用,它提供了中微子相互作用的初步模拟,其最终状态产物被测量以推断振荡参数。NEUT还能够模拟核子衰变和强子散射。这些程序提出了一个扩展的NEUT模拟电子散射之前,显示比较实验测量和使用差异,以获得一个经验校正NEUT的治疗核去除能量。
2023-01-22 hep-ex hep-ph
BeAGLE: Benchmark $e$A Generator for LEptoproduction in high energy lepton-nucleus collisions
即将到来的电子-离子对撞机(EIC)将解决现代核物理中的几个突出难题。通过研究高能电子-质子($ep$)和电子-核($e$ A)碰撞,可以理解诸如核子和原子核的部分子结构、质量和自旋的起源等主题。实现EIC的科学目标将需要一个新型的电子强子对撞机和探测器,能够进行高精度测量,但也需要专用的工具来建模和解释数据。为了帮助后者,我们提出了一个通用的$e$ A蒙特卡罗(MC)生成器- BeAGLE。在本文中,我们提供了一个一般性的描述模型集成到BeAGLE,应用BeAGLE在$e$ A物理,在EIC的检测器要求的影响,和调整的参数在BeAGLE的基础上,现有的实验数据。具体而言,我们专注于选择的模型和数据比较粒子生产在$ep$和$e$ A碰撞,其中基线粒子分布提供了重要的信息来表征事件。此外,我们研究了$e$ A碰撞中的碰撞几何确定,这可以作为改变核密度的实验工具。
2022-04-13 hep-ph nucl-ex nucl-th
Pauli Blocking for a Relativistic Fermi Gas in Quasielastic Lepton Nucleus Scattering
在相对论性费米气体(RFG)框架下,已有文献给出了核靶准弹性轻子散射中Pauli阻塞效应的表达式,但这些表达式是不正确的。例如,Bell和Llewelyn Smith在1972年发表的表达式是不正确的(可能是印刷错误)。泡利阻塞的表达式在随后的几篇出版物中提出,包括CH的论文Llewelyn Smith在1972年的论文和Paschos和Yu在2002年的论文也有同样的错误。另一个例子是1992年Singh和Oset的一篇论文,其中有一个不同的(可能也是印刷错误)错误。其他论文,如Tsai在1974年的论文和Bosted和Mamyan在2012年的论文使用了正确的表达。在这篇简短的预印本中,我们回顾了由于电子和中微子散射的泡利阻塞而导致的QE截面总体减小的几何推导,对于中子和质子数相等的靶以及中子和质子数不相等的靶,并推导出正确的表达式。然而,我们注意到,在RFG模型的框架内的泡利阻塞的影响是远远大于在其他更现实的模型,如$ψ^\prime$ superscaling或频谱函数的方法的QE散射。
2021-11-05 hep-ph nucl-th
Muon production in low-energy electron-nucleon and electron-nucleus scattering
最近,电子-质子散射中μ子的产生被认为是一种可能的候选反应,用于识别由于标准模型之外的物理引起的轻子味破坏。本文指出标准模型过程$e^- p \to μ^- p \barν_μν_e$和$e^- p \to e^- n μ^+ ν_μ$可以使电子-质子碰撞中的标准模型以外的势信号变得模糊。我们发现标准模型$e p \to μX$的截面比轻子味违反算子的截面大几个数量级。我们还讨论了使用核靶来增强$e p \to μX$信号的可能性。
2007-11-30 hep-ph nucl-ex nucl-th
Statistical Behavior of Lepton Pair Spectrum in Drell-Yan Process and Signal from Quark-Gluon Plasma in High Energy Collisions
我们分析了在Drell-Yan过程中产生的轻子对($\ell\bar \ell$)的横动量($p_{T}$)谱,在质子-核(π-核)和质子-(反)质子碰撞中检测到的10个合作的质心能量($\sqrt{s_{NN}}$或$\sqrt{s}$,如果在一个简化的形式)范围从$\sim20$ GeV到10 TeV以上。三种类型的概率密度函数(两个Lévy-Tsallis函数的卷积,两个组件的Erlang分布,和两个Hagedorn函数的卷积)被用来拟合和分析的$p_{T}$光谱。拟合结果与实验数据基本吻合。从而得到了相关参数随$\sqrt{s}$和不变质量($Q$)的变化规律。在拟合过程中,给定的Lévy-Tsallis(或Hagedorn)函数可以看作是由单个夸克($q$)或反夸克($\bar q$)贡献的横动量的概率密度函数。然后用统计方法描述Drell-Yan过程。
2021-05-12 hep-ex hep-ph nucl-ex
Constraints in modeling the quasielastic response in inclusive lepton-nucleus scattering
我们表明,准弹性(QE)响应计算与SuSAv 2(superscaling approach)模型,依赖于(e,e ')数据分析中观察到的标度现象和相对论平均场论,是非常相似的,从一个相对论扭曲波脉冲近似模型时,只有实部的光学势。这两个完全独立的方法,令人满意地同意与包容性的数据,结果之间的重合,加强了来自两个模型的准弹性预测的可靠性,并设置限制量化宽松的反应。我们还研究了低能量和动量转移区域的包容性响应面对的相对论平均场模型的结果与Hartree-Fock连续随机相位近似模型,该模型占核长程相关。最后,我们提出了我们的结果与最近的JLab(e,e ')数据氩,钛和碳的比较,发现很好的协议与三个数据集。
2020-01-02 hep-ph nucl-th
Probing Quark-Gluon Correlation Functions
本文评述了QCD因子分解定理对轻子-核深度非弹性多重散射的适用性。我们说明了为什么在微扰QCD中可以一致地计算A^{1/3}型核增强。导出了在深度非弹性轻子-核碰撞中领先介子的横动量展宽。我们认为,这种横向动量展宽的测量可以提供直接的信息,在核内的多部分子关联函数。我们还估计了在不同的x_B和Q^2值下的展宽值。
1999-11-12 hep-ph nucl-th
Nuclear medium effects in lepton-nucleus DIS in the region of $x \gtrsim 1$
在包括$x\ge 1$在内的大$x$区,研究了带电轻子和中微子与核靶深度非弹性散射(DIS)的原子核结构函数和微分截面中的核介质效应.利用微观场论模型计算的核子谱函数,考虑了费米运动引起的核介质效应、核子结合能和核子关联。用次-次-领先阶(NNLO)计算的核子结构函数和核子部分子分布函数(PDFs)的MMHT参数化,得到了核结构函数和散射截面的数值计算结果,并与Jefferson实验室(JLab)和SLAC核物理装置(SLAC)的电子散射实验数据进行了比较。NPAS)。在中微子散射的情况下,结果是相关的理解DIS的贡献,最近的包容截面的主注入中微子实验研究的v-A相互作用(MINERvA)测量以及理论预测深地下中微子实验(DUNE)。还讨论了等标度修正在较重核靶中的重要性以及运动学切割对CM能量$W$的影响。
2022-02-24 hep-ph nucl-th
Nuclear corrections in neutrino-nucleus DIS and their compatibility with global NPDF analyses
我们利用带电流中微子-核深度非弹性散射(DIS)、带电轻子-核DIS和Drell-Yan(DY)过程的数据,对核部分子分布函数进行了整体chi^2分析。我们指出nu-A DIS中的核修正与l^+A DIS和DY数据的预测是不相容的。我们使用基于卡方分布的假设检验标准来量化这一结果,我们将其应用于总卡方分布以及单个数据集的卡方分布。我们发现,不可能通过可接受的组合拟合来容纳来自nu-A和l^+A DIS的数据。我们的研究结果对利用中微子和带电轻子数据集提取核和质子的部分子分布函数具有重要意义。
2011-03-25 hep-ph