論文の概要: Probing arbitrary polarized photon pairs undergoing double Compton scatterings by a dedicated MC simulator validated with experimental data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.09023v1
- Date: Tue, 13 May 2025 23:37:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-15 21:44:09.32426
- Title: Probing arbitrary polarized photon pairs undergoing double Compton scatterings by a dedicated MC simulator validated with experimental data
- Title（参考訳）: 実験データを用いた専用のMCシミュレータによるコンプトン散乱を受ける任意の偏光子対の探索
- Authors: M. Bala, W. Krzemien, B. C. Hiesmayr, J. Baran, K. Dulski, K. Klimaszewski, L. Raczynski, R. Y. Shopa, W. Wislicki,
- Abstract要約: 2光子系の自由度における量子相関は広く研究されている。
バイパルタイト光子の初期偏光状態をシミュレートできるGeant4ベースのモンテカルロ・ウィーン=ワルシャウモデルを提案する。
2つの散乱面の角度差における偏光を符号化する2乗可視(干渉コントラスト)の値を求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum correlations in the degree of polarization of freedom of the two-photon system have been extensively studied and form our current understanding of the quantum nature of our world. Most of the studies are concentrated on the low-energy (optical) photon pairs, for which efficient polarization measurement devices exist. However, for high-energetic (MeV) pairs of photons, e.g. produced in the decay of positronium atoms, no polarizers are available. Partial information about the polarization degree of freedom can be extracted by exploiting the measurements of photon pairs that undergo double Compton scattering. We present a Geant4-based Monte Carlo Vienna-Warsaw model capable of simulating any initial polarization state of bipartite photons. This puts us in a position to derive the behavior of the experimental observable, the angular difference $\Delta\hat\Phi$ formed by the two scattering planes. We validate our Vienna-Warsaw simulator with the high-statistics experimental sample --based on a total of $3 \times 10^5 $ event candidates -- of two-photon pairs measured with the J-PET Big Barrel detector. We deduce the value of the squared visibility (interference contrast) encoding the polarization in the angle difference of the two scattering planes, $\Delta\hat\Phi$. The simulated spectra are in good agreement with the experimental correlation spectra and behave as predicted by theory.
- Abstract（参考訳）: 2光子系の自由の分極度における量子相関は、我々の現在の世界の量子的性質の理解を広範囲に研究し、形成してきた。
研究の大部分は、効率的な偏光測定装置が存在する低エネルギー(光学)光子対に集中している。
しかし、高エネルギー(MeV)対の光子に対して、ポジトロニウム原子の崩壊によって生成されるegは偏光子を持たない。
偏光度に関する部分情報は、二重コンプトン散乱を行う光子対の測定を利用して抽出することができる。
バイパルタイト光子の初期偏光状態をシミュレートできるGeant4ベースのモンテカルロ・ウィーン=ワルシャウモデルを提案する。
これにより、2つの散乱面によって形成される角差 $\Delta\hat\Phi$ の振る舞いを導出する位置にある。
J-PETビッグバレル検出器で測定された2光子対の合計3ドル=10^5ドルのイベント候補に基づいて、ウィーン・ワルシャワシミュレーターを高統計実験サンプルで検証した。
2つの散乱面の角度差の偏光を符号化する2乗可視(干渉コントラスト)の値、$\Delta\hat\Phi$を導出する。
シミュレーションされたスペクトルは実験的な相関スペクトルとよく一致しており、理論によって予測されるように振る舞う。
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