論文の概要: Spin-dependent exotic interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.15691v1
• Date: Wed, 28 Aug 2024 10:28:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-29 16:21:03.618587
• Title: Spin-dependent exotic interactions
• Title（参考訳）: スピン依存エキゾチック相互作用
• Authors: Lei Cong, Wei Ji, Pavel Fadeev, Filip Ficek, Min Jiang, Victor V. Flambaum, Haosen Guan, Derek F. Jackson Kimball, Mikhail G. Kozlov, Yevgeny V. Stadnik, Dmitry Budker,
• Abstract要約: 自然界における4つの既知の基本的な力を超えた新しい相互作用は、「5番目の力」として表される標準モデルを超えた「新しい物理学」によって生じる可能性がある。 このレビューでは、スピン-0軸索や軸索状粒子、スピン-1 Z'ボソン、ダーク光子、パラフォトンなどのエキゾチックなボソンを介するスピン依存第5の力に焦点を当てている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.843592441369881
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Novel interactions beyond the four known fundamental forces in nature (electromagnetic, gravitational, strong and weak interactions), may arise due to "new physics" beyond the standard model, manifesting as a "fifth force". This review is focused on spin-dependent fifth forces mediated by exotic bosons such as spin-0 axions and axionlike particles and spin-1 Z' bosons, dark photons, or paraphotons. Many of these exotic bosons are candidates to explain the nature of dark matter and dark energy, and their interactions may violate fundamental symmetries. Spin-dependent interactions between fermions mediated by the exchange of exotic bosons have been investigated in a variety of experiments, particularly at the low-energy frontier. Experimental methods and tools used to search for exotic spin-dependent interactions, such as atomic comagnetometers, torsion balances, nitrogen-vacancy spin sensors, and precision atomic and molecular spectroscopy, are described. A complete set of interaction potentials, derived based on quantum field theory with minimal assumptions and characterized in terms of reduced coupling constants, are presented. A comprehensive summary of existing experimental and observational constraints on exotic spin-dependent interactions is given, illustrating the current research landscape and promising directions of further research.
• Abstract（参考訳）: 自然界における4つの既知の基本的な力(電磁力、重力力、強い力、弱い相互作用)を超えた新しい相互作用は、「5番目の力」として表される標準モデルを超えた「新しい物理学」によって生じる可能性がある。 このレビューでは、スピン-0軸索や軸索状粒子、スピン-1 Z'ボソン、ダーク光子、パラフォトンなどのエキゾチックなボソンを介するスピン依存第5の力に焦点を当てている。 これらのエキゾチックなボソンの多くはダークマターとダークエネルギーの性質を説明する候補であり、それらの相互作用は基本的な対称性に反する可能性がある。 エキゾチックボソンの交換によって媒介されるフェルミオン間のスピン依存的な相互作用は、様々な実験、特に低エネルギーフロンティアにおいて研究されている。 原子磁気センサ、トーションバランス、窒素空きスピンセンサー、精密原子・分子分光法などの異種スピン依存相互作用を探索するために用いられる実験方法とツールについて述べる。 最小の仮定を持つ量子場理論に基づいて導かれる相互作用ポテンシャルの完全な集合を、結合定数の減少という観点で特徴づける。 エキゾチックなスピン依存相互作用に関する既存の実験的および観察的な制約を包括的に要約し、現在の研究状況と今後の研究の有望な方向性を説明する。

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