Axion-like-particle decay in strong electromagnetic backgrounds
Axion-like-particle decay in strong electromagnetic backgrounds
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强电磁背景下的类轴子粒子衰变
DOI：
10.1007/jhep12(2019)162
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发表时间：
2019
影响因子：
5.4
通讯作者：
King B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
King B
计算了在强电磁背景存在下，大质量伪标量、标量和U(1)玻色子衰变为电子-正电子对的过程。特别令人感兴趣的是恒定交叉场极限，这与旨在测量高能类轴子粒子在磁场中转化为电子-正电子对的实验有关。总概率取决于量子非线性参数——场和光前动量不变量的乘积。根据种子粒子质量的不同，确定了不同的衰变机制。在低于阈值的情况下，我们发现概率取决于依赖于量子参数和粒子质量的非摄动隧穿指数。在阈值以上的情况下，我们发现当量子参数线性变化时，概率围绕自发衰变概率非线性振荡。确定了一个强场极限，在该极限中发现阈值消失。在模拟准常数交叉磁场的衰减时，我们计算了超出常数极限的概率，并研究了当衰减概率可视为局部常数时的情形。
The decay of a massive pseudoscalar, scalar and U (1) boson into an electron-positron pair in the presence of strong electromagnetic backgrounds is calculated. Of particular interest is the constant-crossed-field limit, relevant for experiments that aim to measure high-energy axion-like-particle conversion into electron-positron pairs in a magnetic field. The total probability depends on the quantum nonlinearity parameter—a product of field and lightfront momentum invariants. Depending on the seed particle mass, different decay regimes are identified. In the below-threshold case, we find the probability depends on a non-perturbative tunneling exponent depending on the quantum parameter and the particle mass. In the above-threshold case, we find that when the quantum parameter is varied linearly, the probability oscillates nonlinearly around the spontaneous decay probability. A strong-field limit is identified in which the threshold is found to disappear. In modelling the fall-off of a quasi-constant-crossed magnetic field, we calculate probabilities beyond the constant limit and investigate when the decay probability can be regarded as locally constant.
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