arXiv 2602.172182026-02hep-ph

量子干涉仪对中子-隐藏中子振荡的探测

Quantum interferometric probe of neutron--hidden neutron oscillations

Università di Salerno（萨莱诺大学）；INFN – Gruppo Collegato di Salerno（意大利国家核物理研究所萨莱诺协作组）；University of Camerino（卡梅里诺大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）

Antonio Capolupo, Gabriele Pisacane, Aniello Quaranta, Peter Böni

备注：: 14 pages, 8 figures

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AI总结：

利用量子干涉仪探测中子与隐藏中子的振荡现象，通过相位调制和磁性场调控，实现对隐藏粒子参数空间的共振探索，验证中子干涉仪在隐藏领域物理测试中的精度。

摘要：

暗物质的性质仍然是粒子物理和天文学中的关键问题。标准模型的隐藏领域扩展预测了中子的中性伙伴，其与普通中子的弱混合会引发可见与暗物质态之间的振荡。我们证明，宏量子干涉仪能直接且实验上可访问地探测这种现象。特别是，使用非常冷的中子的马赫-曾德干涉仪将中子-隐藏中子振荡转化为可测量的相位依赖的强度调制。通过结合可控的相位移与可调磁性场和材料势能，该装置能够共振地探索隐藏领域参数空间。我们发现现有的冷中子设施可以探测混合振幅至ε_{nn'} ~ 10^{-14} eV，对于质量分裂δm ~ 10^{-9} eV，进入之前未探索的参数空间，相关于重子暗物质场景。这些结果确立了中子干涉仪作为精确实验室工具，用于测试隐藏领域物理。

英文摘要：

The nature of dark matter remains an outstanding problem in particle physics and cosmology. Hidden-sector extensions of the Standard Model predict a neutral partner of the neutron, whose weak mixing with ordinary neutrons induces oscillations between visible and dark baryonic states. We show that macroscopic quantum interferometry provides a direct and experimentally accessible probe of this phenomenon. In particular, a Mach--Zehnder interferometer with very cold neutrons converts neutron--hidden neutron oscillations into measurable phase-dependent intensity modulations. By combining controlled phase shifts with tunable magnetic fields and material potentials, the setup enables a resonant exploration of the hidden-sector parameter space. We find that existing cold-neutron facilities can probe mixing amplitudes down to $ε_{nn'} \sim 10^{-14}\,\mathrm{eV}$ for mass splittings $δm \sim 10^{-9}\,\mathrm{eV}$, accessing a previously unexplored region of parameter space relevant to baryonic dark matter scenarios. These results establish neutron interferometry as a precision laboratory tool for testing hidden-sector physics.

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。

AI总结：

摘要：

英文摘要：

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