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
Parametric Resonance Enhancement in Neutron Interferometry and Search for Non-Newtonian Gravity
考虑了非牛顿反常引力引起的中子相位的参量共振增强。数值计算证实了这种共振的存在。基于现有的中子干涉仪设计，讨论了观测这种效应的一种可能的实验方案。
2007-09-20 hep-ph
Acoustic Rabi oscillations between gravitational quantum states and impact on symmetron dark energy
宇宙学的标准模型对宇宙的演化提供了一个强有力的描述。然而，从理论的角度来看，真空能量的小幅度是令人不安的。一个吸引人的解决方案是引入额外的标量场。然而，到目前为止，这些都没有被实验检测到，这表明某种筛选机制可能在起作用。虽然已经为一种筛选候选者-变色龙场-建立了参数空间中的广泛排除区域，但也提出了另一种基于自发对称性破缺的自然筛选机制，其形式为变色龙11。这样的场会改变地球引力势中超冷中子的量子态的能量。在这里，我们展示了一种基于拉比共振方法的光谱方法，该方法以E=2 x 10^（-15）eV的分辨率探测这些量子态。这使我们能够排除介子作为大体积三维参数空间的暗能量的起源。
2019-02-23 gr-qc hep-ph nucl-ex
Axion like particles, fifth force and neutron interferometry
该研究提出利用中子干涉测量探测由轴子和类轴子粒子介导的费米子相互作用，并通过两束中子所处磁场方向不同，使相位差仅反映轴子诱导效应。
2023-05-12 hep-ph
Experiment to detect dark energy forces using atom interferometry
宇宙的加速膨胀激发了广泛的一类标量场理论，它们在大尺度上修正了引力。在广义相对论的弱场极限已经被实验证实的区域，这样的理论需要一种屏蔽机制来抑制新的力。我们测量了高真空室中原子向宏观测试质量的加速度，在某些理论中，新的力是未屏蔽的。我们用原子干涉测量法进行的测量表明，原子和试验质量之间的吸引力与牛顿引力没有明显的不同。这一结果对变形引力的变色龙和牛顿理论中的自由参数提出了严格的限制。
2018-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Frequency shifts induced by light scalar fields
本文研究了轻标量场在干涉测量探针粒子中诱导的频移，发现symmetrons模型的诱导频移有望严格约束此前无法触及的参数空间部分，而$n=-4$的chameleon模型则无法提供新约束。
2024-12-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the generalized uncertainty principle with neutron interferometry
非零最小长度出现在各种引力理论中，导致了所谓的广义不确定原理（GUP）。在这篇简短的论文中，我们分析了GUP对中子干涉测量的影响，表明所获得的相移取决于粒子的质量和速度。新的上界的无量纲GUP参数已被发现，与文献相一致。
2021-10-30 gr-qc hep-ph
Testing Chameleons Using Neutron Interferometry
变色龙是一个很好的动机标量场，可以解释观测到的宇宙后期加速膨胀。变色龙拥有一个有趣的特性，即它们的质量以及相互作用的范围取决于它们所处环境的密度。变色龙的一个非常吸引人的特征是在实验室环境中测试暗能量模型的潜力。在这里，我们简要回顾了两个拟议的实验，以寻找变色龙使用中子干涉技术的斯诺马斯2013年社区夏季研究。
2013-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Neutron Interferometry and axion like particles
提出了一种基于中子束干涉测量的轴子和类轴子粒子的揭示方法。我们考虑一个中子束分裂成两个子束的干涉仪，子束在具有不同取向磁场的区域中传播。束路径和磁场的强度以这样一种方式设置，即除去由于轴子诱导的相互作用而对相位差的所有贡献。由此产生的相位差与轴子的存在直接相关。我们的研究结果表明，这样的阶段是在原则上可检测的中子干涉，可能证明存在的轴子和类轴子粒子。
2021-02-23 hep-ph hep-th
Complete positivity and neutron interferometry
我们用量子动力学半群分析了干涉实验中中子束的动力学。我们表明，这些实验可以提供严格的限制的非标准，耗散项出现在扩展的演化方程。
1999-02-08 hep-ph hep-th nucl-th
Ultra cold neutrons: determination of the electric dipole moment and gravitational corrections via matter wave interferometry
我们提出了使用超冷中子的实验，这些实验可以用来确定中子本身的电偶极矩，以及测试弦论和卡鲁扎-克莱因机制所预见的重力修正。
2005-01-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Neutrino Intensity Interferometry: Measuring Proto-neutron Star Radii During Core-Collapse Supernovae
强度干涉测量法是一种用于测量源的大小的技术，其范围从重离子碰撞中形成的夸克-胶子等离子体到恒星的半径。我们研究使用相同的技术来测量原中子星（PNS）半径与中微子信号接收的核心坍缩超新星。使用一个完整的波包分析，包括中微子质量的第一次，我们得出的标准的效果可以预期提供所需的信号，并发现中微子从下一个银河系超新星应该包含可提取的PNS半径信息。
2017-11-01 astro-ph.HE hep-ph
Testing Atom and Neutron Neutrality with Atom Interferometry
提出了一种基于标量Aharonov-Bohm效应的原子干涉测量实验，该实验在10^{-28}e能级上检测原子电荷，将现有实验室的极限提高了8个数量级.这种设置独立地探测中子电荷低至10^{-28}e，比电流边界低7个数量级。
2007-11-29 hep-ex hep-ph hep-th
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）
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。
2026-05-11 hep-ph
Neutron Interferometry constrains dark energy chameleon fields
我们提出了在真空和低压氦中使用的方法，最初开发的中子散射长度测量中子干涉测量中子物质波的相移测量。我们寻找与耦合到标量场的相移。我们为标量变色龙场设置了严格的限制，这是一种突出的典型暗能量候选者。在95%的置信水平下，我们发现对于$n=1$，耦合常数$β$小于1.9 $\times10^7$，其中$n$是变色龙场$φ$与$φ^n$成反比的自相互作用的输入参数.
2015-02-20 hep-ex hep-ph nucl-ex
Probing Modified Gravity with Atom-Interferometry: a Numerical Approach
精化约束变色龙理论计算原子干涉实验，使用数值方法，包括在解决一个四区域模型的静态和球对称克莱因-戈登方程的变色龙字段。该方法不仅模拟了试验质量和真空室，而且模拟了真空室的壁面和外部环境，从而可以探测到新的效应对原子的标量场分布和诱导加速度的影响。在弱扰动试验质量的情况下，壁的作用是增强场分布，并将室内的加速度降低一个数量级。在薄壳制度，结果被发现是在良好的协议与分析估计，当测量实现在紧邻的测试质量。靠近真空室壁时，加速度变为负值并且可能是可测量的。通过在真空室内的几个关键位置进行实验，这种预测可以用来区分第五力效应和系统实验的不确定性。对于变色龙势$V(ϕ) = Λ^{4+α} / ϕ^α$和耦合函数$A(ϕ) = \exp(ϕ/M)$，我们发现$M \gtrsim 7 \times 10^{16} \mathrm{GeV}$与幂律指数无关。对于$V(ϕ) = Λ^4 (1+ Λ/ ϕ)$，可以找到$M \gtrsim 10^{14} \mathrm{GeV}$。$a\sim 10^{-11} \mathrm{m/s^2} $的灵敏度将探测到普朗克尺度的模型。最后，第二个实验设置，在真空室，提出了一个建议。在这种情况下，只要$a \sim 10^{-10} \mathrm{m/s^2}$（未来实验可达到的极限），就可以探测$M$的普朗克值。我们的方法可以很容易地扩展到约束其他模型的…
2016-05-31 astro-ph.CO hep-ph
Berry phase in entangled systems: a proposed experiment with single neutrons
研究了几何相位，特别是Berry相位对纠缠自旋为1/2系统的影响.我们详细讨论的情况下，几何相位生成的希尔伯特空间的一部分。我们能够通过使用"自旋回波“方法来消除动力学相位的影响。我们分析了Berry相位对Bell角的影响以及对贝尔不等式的最大破坏。此外，我们建议在中子干涉测量的实验实现我们的设置。
2004-01-28 hep-ph quant-ph
Testing sub-gravitational forces on atoms from a miniature, in-vacuum source mass
引力是最弱的基本相互作用，也是唯一一个没有在粒子水平上测量的相互作用。传统的实验方法，从天文观测到扭秤，都是用宏观质量来产生和探测引力场。物质波干涉仪已经使用中子、原子和分子团簇作为微观测试粒子，但最初探测的是来自整个地球的场。后来，用原子干涉术测量了数百公斤人造源质量产生的引力场。使源质量小型化并将其移动到真空室中可以提高定位精度，允许使用单晶源质量来改进重力测量，并测试新的物理学，例如超越标准模型（“第五”）的自然力和非经典重力效应。在这项工作中，我们检测自由下落的铯原子和真空中，厘米大小的源质量之间的引力使用原子干涉术与国家的最先进的灵敏度。感知引力-强度耦合的能力被证明是为了获得基本力的自然下限，从而代表了在标准模型之外寻找物理学的重要里程碑。一个局部的、真空中的源质量对广泛的一类相互作用特别敏感，否则这些相互作用的影响在高物质密度的区域中会被抑制到无法检测的程度。例如，我们的测量加强了对许多宇宙学驱动的标量场模型的限制，如变色龙场和量子场，超过两个数量级，并为牛顿引力常量G和引力Aharonov-Bohm效应的新测量铺平了道路
2016-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Screened Scalar Fields in the Laboratory and the Solar System
针对暗能量与暗物质起源未知的问题，本文汇总了chameleon、symmetron、环境相关伸缩子三类屏蔽标量场模型的最新实验约束，结合多类实验结果并预测了CANNEX实验的约束情况。
2024-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tests of Fundamental Quantum Mechanics and Dark Interactions with Low Energy Neutrons -- Extended Version
在已知的粒子中，中子占有特殊的地位，因为它提供了对所有四种基本力和广泛的假设相互作用的实验途径。尽管不稳定，但自由中子的寿命足够长，可以在干涉、光谱和散射实验中用作探测低能尺度的测试粒子。正如在20世纪70年代已经认识到的那样，量子力学的基本概念可以在中子干涉测量中使用硅完美单晶进行测试。除了允许测试不确定性关系，贝尔不等式和类似的，中子提供了机会，观察引力和假设的黑暗力量对扩展的物质波函数的影响。鉴于最近发现我们对宇宙学的理解存在不一致性，以及量子力学和广义相对论之间的不相容性，这样的检验变得越来越重要。因此，低能中子实验是探索基础物理学不可或缺的工具，也是对撞机的补充方法。在这篇综述中，我们讨论了历史和实验方法在这个低能量的物理学前沿，并收集量子力学关系和暗能量相互作用的界限和限制。
2022-02-01 hep-ph quant-ph
Boson Stars and Oscillatons: A Review
紧凑型物体在自然探索中占据着举足轻重的地位。兴趣范围从天体物理学中致密天体的作用到通过各种方法（引力波干涉测量法、微透镜、成像）对其进行探测。虽然由费米子（中子星和白矮星）组成的紧凑物体的存在已经得到了评估，但对由玻色子组成的局部孤子的平行搜索正在进行中，源于惠勒最初提出的电磁“geons”。玻色子场可以聚集并形成紧凑的物体，如玻色子星（对于复杂的标量场），玻色子和玻色子（对于真实的标量场），或Proca星（对于大质量矢量场），它们可以在搜索中显示为黑洞模仿者，暗物质源和各种其他现象。我回顾了这些玻色子系统的一些重要性质，包括该领域的最新进展。
2023-01-12 gr-qc hep-ph
Extreme Dark Matter Tests with Extreme Mass Ratio Inspirals
未来的空间激光干涉测量实验，如LISA，预计将探测到$\cal O$（100- 1000）恒星质量的致密物体（例如，黑洞，中子星）落入星系中心的大质量黑洞，即所谓的极端质量比螺旋（EMRI）。如果暗物质由于大质量黑洞的增长而形成“尖峰”，它将对吸入的物体产生引力拖曳，改变其轨道和引力波信号。我们发现，即使是一个单一的暗物质尖峰从EMRI的检测将严重限制几个流行的暗物质的候选人，如超轻玻色子，千电子伏费米子，兆电子伏-TeV的自湮灭暗物质，亚太阳质量的原始黑洞，因为这些候选人将通过各种机制扁平的尖峰。因此，未来的空间引力波实验可能对暗物质的粒子识别产生重大影响。
2019-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
