Precision Tests of Standard Model at Low Energies with Atoms, Hadrons and Neutrinos

原子、强子和中微子低能标准模型精度测试

基本信息

  • 批准号:
    315087841
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Research Grants
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2015-12-31 至 2018-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The Standard Model of elementary particles and fundamental interactions (SM) has been extremely successful in describing and predicting various phenomena in atomic, nuclear and particle physics. Nonetheless this success, there exist numerous indications that physics beyond the Standard Model (BSM) should exist. Precision low-energy tests of SM consists in high-accuracy measurements of SM parameters in the experiments with atoms, nuclei, hadrons and neutrinos. Comparing these measurements to the SM theory predictions one observes or constrains the hypothetical BSM contributions. The precision of modern low-energy experiments probe the BSM contributions due to new particles with masses of 1-10 TeV and are thus comparable or complementary to collider and astrophysical searches. This proposal is dedicated to the extraction of the weak mixing angle from parity-violating electron scattering (PVES) with the Q-Weak and MESA/P2 experiments and parity violation in atoms, extraction of the CKM matrix element V-ud from neutron and nuclear Beta-decay, extraction of neutrino oscillation parameters from short baseline neutrino experiments, extraction of nucleon and nuclear radii from Lamb shift in light muonic atoms and electron scattering, and extraction of properties of Dark Matter particles from direct detection experiments. The common feature of these, otherwise quite different experiments, is the necessity of reliable calculations of SM radiative corrections, in particular, the so-called box graphs that depend on nuclear and hadronic structure and require an inclusion of inclusive nuclear and hadronic intermediate states. At low energy, quantum chromodynamics, the theory of strong interaction, is nonperturbative, and at the moment such contributions cannot be calculated directly from the QCD Lagrangian. To provide box graph calculations at the accuracy level of relevant low-energy precision tests, I propose to use dispersion relations, the method that is based on Lorentz and gauge invariance, unitarity and analyticity. In my previous works I applied this method to Compton scattering with real and virtual photons and to box graph calculations for elastic electron scattering. The scope of this project is the generalization of those studies to the calculation of box diagrams with a photon and a Z(W) and two photons with and without parity violation in arbitrary kinematics, and the generalized Compton process Z(W)+N -> gamma+N underlying the neutrino photon production process. As input to some of dispersion integrals, the electroweak pion production gamma(Z,W)+N -> pi+N amplitudes in a combination with sum rules, effective theories, nuclear effects will be used. This project has a great potential to provide a unified framework for calculating hadronic structure corrections to BSM searches with atoms, electron scattering and beta-decay experiments, neutrino scattering and direct detection Dark Matter experiments.
基本颗粒和基本相互作用(SM)的标准模型在描述和预测原子,核和粒子物理学的各种现象方面非常成功。尽管如此,仍然存在许多迹象表明,标准模型(BSM)之外的物理学应该存在。 SM的精度低能检验包括在具有原子,核,Hadron和中微子的实验中对SM参数的高准确度测量。将这些测量值与SM理论进行比较,人们观察或限制了假设的BSM贡献。现代低能实验的精度探测了由于质量为1-10 TEV的新颗粒而引起的BSM贡献,因此与对撞机和天体物理搜索相当或互补。该提议专门用于从Q-Weak和Mesa/P2实验和原子中违反Q脉络和MESA/P2实验的弱混合角(PVE)中提取弱混合角,从中子和核Beta-cay中提取中性循环仪中的ckm矩阵元素V-UD从中性示例中提取ckm矩阵元素V-UD,从中性示例中提取了中性循环仪,从而使中子循环中的基准序列中的基准序列提取了实验,从羔羊在光原子和电子散射中移动,以及从直接检测实验中提取暗物质颗粒的性能。这些的共同特征,否则完全不同的实验,是对SM辐射校正的可靠计算,尤其是依赖核和耐药结构的所谓盒子图,并且需要包含包容性的核和望子中间状态。在低能量下,量子染色体动力学,强烈相互作用的理论是非驱动性的,目前无法直接从QCD Lagrangian中计算出这种贡献。为了在相关低能精度测试的准确级别提供框图计算,我建议使用分散关系,该方法基于Lorentz和量规不变性,单位性和分析性。在我以前的作品中,我将此方法应用于使用真实和虚拟光子的康普顿散射,以及用于弹性电子散射的框图计算。该项目的范围是将这些研究的概括为具有光子和z(w)的框图的计算,而在任意运动学中有和不违反平等的光子,以及普遍的康普顿过程z(w)+n-> gamma+gamma+n的基础中性光子生产过程。作为某些分散积分的输入,将使用Electroweak Pion Producation Gamma(Z,W)+N-> pi+N振幅与总和规则,有效的理论,核效应。该项目具有巨大的潜力,可以为通过原子,电子散射和β-末期实验,中微子散射和直接检测暗物质实验的原子,电子散射和β-末期实验来计算BSM搜索的统一框架。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Unitarity, analyticity and duality constraints in η and π photoproduction
η 和 Ï 摄影制作中的单一性、解析性和对偶性约束
  • DOI:
    10.1051/epjconf/201919902002
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Gorchtein
  • 通讯作者:
    M. Gorchtein
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Hadronic weak charges and parity-violating forward Compton scattering
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  • DOI:
    10.1103/physrevc.94.055502
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    M. Gorchtein;H. Spiesberger
  • 通讯作者:
    H. Spiesberger
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作者:{{ showInfoDetail.author }}

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