論文の概要: Particles in finite volumes and a toy model of decaying neutrons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.16784v1
- Date: Wed, 23 Apr 2025 15:01:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 15:42:12.346608
- Title: Particles in finite volumes and a toy model of decaying neutrons
- Title(参考訳): 有限体積の粒子と崩壊中性子のおもちゃモデル
- Authors: Christian Käding,
- Abstract要約: 有限体積効果は 中性子寿命を測定する実験の結果に 影響を及ぼす可能性がある
有限体積効果は中性子寿命を測定する実験の結果に影響を及ぼす可能性が示唆された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.8158530638728501
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: It is well-known that the momentum spectra of particles confined to finite spatial volumes deviate from the continuous spectra used for unconfined particles. In this article, we consider real scalar particles confined to finite volumes with periodic boundary conditions, such that the particles' spectra are discrete. We directly compute the density matrices describing the decay processes $\phi \to \varphi^2$ and $\phi \to \varphi\chi\nu$, and subsequently derive expressions for the decay probabilities both for confined and unconfined particles. The latter decay process is used as a rough toy model for a neutron decaying into a proton, an electron, and an anti-electron neutrino. We propose that finite volume effects can have an impact on the outcomes of experiments measuring the neutron lifetime. In addition, our findings at the toy model level suggest that taking into account possible initial correlations between neutrons and their daughter particles might be relevant as well.
- Abstract(参考訳): 有限空間体積に制限された粒子の運動量スペクトルは、未確認粒子の連続スペクトルから逸脱することが知られている。
本稿では、粒子のスペクトルが離散となるような周期的境界条件の有限体積に制限された実スカラー粒子について考察する。
崩壊過程を記述した密度行列 $\phi \to \varphi^2$ および $\phi \to \varphi\chi\nu$ を直接計算し、その後、閉じ込められた粒子と未確認粒子の両方に対して崩壊確率の式を導出する。
後者の崩壊過程は、中性子が陽子、電子、反電子ニュートリノに崩壊する際の粗いおもちゃモデルとして用いられる。
有限体積効果は中性子寿命を測定する実験の結果に影響を及ぼす可能性が示唆された。
さらに, トイモデルレベルでの知見から, 中性子と娘粒子との相関性も考慮しうる可能性が示唆された。
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