論文の概要: Vacuum birefringence in the polarized X-ray emission of a radio magnetar

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.19446v1
• Date: Tue, 23 Sep 2025 18:01:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-02 17:27:42.601089
• Title: Vacuum birefringence in the polarized X-ray emission of a radio magnetar
• Title（参考訳）: 電波磁気器の偏光X線放射における真空複屈折
• Authors: Rachael E. Stewart, Hoa Dinh Thi, George Younes, Marcus E. Lower, Matthew G. Baring, Michela Negro, Fernando Camilo, Joel B. Coley, Alice K. Harding, Wynn C. G. Ho, Chin-Ping Hu, Philip Kaaret, Paul Scholz, Alex Van Kooten, Zorawar Wadiasingh,
• Abstract要約: 量子電磁力学(QED)理論は、超強磁場の存在下で量子真空が複屈折となることを予測している。 ここでは, 放射磁化1E 1547.0-5408の位相およびエネルギー分解X線偏光測定について報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.308408027453012
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The quantum electrodynamics (QED) theory predicts that the quantum vacuum becomes birefringent in the presence of ultra-strong magnetic fields -- a fundamental effect yet to be directly observed. Magnetars, isolated neutron stars with surface fields exceeding $10^{14}$~G, provide unique astrophysical laboratories to probe this elusive prediction. Here, we report phase- and energy-resolved X-ray polarization measurements of the radio-emitting magnetar 1E 1547.0-5408 obtained with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), in coordination with the Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) and Parkes/Murriyang radio observations. We detect a high phase-averaged polarization degree of 65% at 2 keV, where the surface thermal emission is dominant, rising to nearly 80% at certain rotational phases, and remaining at $\gtrsim40\%$ throughout the radio beam crossing. We also observe a strong decrease in polarization from 2~keV to 4~keV. Detailed atmospheric radiative transfer modeling, coupled with geometrical constraints from radio polarization, demonstrate that the observed polarization behavior cannot be consistently explained without invoking magnetospheric vacuum birefringence (VB) influences. These observational findings combined with the theoretical results represent compelling evidence for naturally occurring quantum VB. This work marks a significant advance toward confirming this hallmark prediction of QED and lays the foundation for future tests of strong-field quantum physics using next-generation X-ray polarimeters.
• Abstract（参考訳）: 量子電磁力学(QED)理論は、超強磁場の存在下で量子真空が複屈折すると予測している。 磁場が10^{14}$~Gを超える孤立中性子星であるマグネターは、この発見の予測を調査するための独自の天体物理学実験室を提供する。 本稿では, 中性子星内部組成エクスプローラー (NICER) とパークス/ムリヤン電波観測の協力を得て, 撮像X線偏光観測装置 (IXPE) で得られた放射型マグネター1E 1547.0-5408の位相・エネルギー分解X線偏光測定を行った。 2keVで平均65%の高相偏光度が検出され、そこでは表面熱放射が支配的であり、特定の回転相では80%近くまで上昇し、電波ビーム交差を通して$\gtrsim40\%の値で残されている。 また, 2~keV から 4~keV への偏光の強い減少も観察した。 詳細な大気放射移動モデリングは、電波偏光による幾何学的制約と相まって、磁気圏真空複屈折(VB)の影響を誘発することなく観測された偏光挙動を一貫して説明できないことを示した。 これらの観測結果と理論的な結果が組み合わさって、自然発生の量子VBの有力な証拠となっている。 この研究は、QEDのこの目覚しい予測を確認するための大きな進歩であり、次世代のX線偏光度計を用いた強磁場量子物理学の将来の試験の基礎となる。

関連論文リスト

• Spin manipulation and nuclear polarization enhancement in particle beams with static magnetic fields [0.0]
  非相対論的粒子ビーム中のスピンダイナミクスと相互作用する角モータが静的で空間的に変化する磁場を横断する理論的研究を示す。 これらのフィールドは、部分的に、不整合に偏光した水素と重水素原子ビームにおいて、核偏光を効果的に増強することができることが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-18T10:59:33Z)
• A New Bite Into Dark Matter with the SNSPD-Based QROCODILE Experiment [55.46105000075592]
  低エネルギー(QROCODILE)におけるダークマターインシデントのための量子分解能線極低温観測による最初の結果を示す。 QROCODILE実験では、暗黒物質散乱と吸収の標的とセンサーとして、マイクロワイヤベースの超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)を使用している。 サブMeVダークマター粒子と30keV以下の質量との相互作用に関する新たな世界的制約を報告した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-20T19:00:00Z)
• Quantum optical scattering by macroscopic lossy objects: A general approach [55.2480439325792]
  真空中に置かれた損失の大きいマクロな物体によって量子光の散乱を記述するための一般的な手法を開発する。 入力出力関係を利用してフィールドの出力状態を入力1に接続する。 古典的な透過・吸収ダイアディクスがS-ポラリトンからS-ポラリトンへの遷移に与える影響を解析した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-27T17:44:29Z)
• Decoherence induced by dipole-dipole couplings between atomic species in rare-earth ion-doped Y$_2$SiO$_5$ [0.0]
  磁場パラメータと磁気双極子-双極子カップリングによるデコヒーレンスの関係について検討した。 この研究により、検討された磁場状態において最も関連性の高いデコヒーレンス機構を特定できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-04T08:26:03Z)
• Directional spontaneous emission in photonic crystal slabs [49.1574468325115]
  自発放出は、励起量子エミッタが量子ゆらぎによって基底状態に緩和される基本的な平衡過程である。 これらの光子を介する相互作用を修正する方法の1つは、エミッターの双極子放射パターンを変更することである。 我々の研究は、これらの方向の放出パターンと前述の変数の相互作用を詳しく調べ、未発見の量子光学現象を微調整する可能性を明らかにした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-04T15:35:41Z)
• Thermal masses and trapped-ion quantum spin models: a self-consistent approach to Yukawa-type interactions in the $λ\!φ^4$ model [44.99833362998488]
  閉じ込められたイオン系における磁気の量子シミュレーションは、スピン間の相互相互作用を仲介するために結晶振動を利用する。 これらの相互作用は、フォノンが粗粒のクライン=ゴードン場によって記述される長波長相対論的理論によって説明できる。 レーザ冷却により制御できる熱効果は、相互作用するQFTにおける熱質量の出現を通じて、この流れを明らかにすることができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-10T12:59:07Z)
• Towards simultaneous coherent radiation in the visible and microwave bands with doped molecular crystals [10.7613819905567]
  量子システムを利用したコヒーレントな情報源は、基礎研究と工学の進歩に不可欠であることが証明されている。 本稿では,可視帯とマイクロ波帯の放射光を同時に放射する機構を提案する。 本研究は,マルチバンドコヒーレント音源の即時実現に大きく貢献する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-05T06:29:43Z)
• High-resolution spectroscopy of a single nitrogen-vacancy defect at zero magnetic field [0.3848364262836075]
  ダイヤモンド結晶中における窒素空孔中心の高分解能マイクロ波分光法の研究について報告する。 逆効果場の存在下でのレベル反交差から生じる超微粒子遷移の特性分裂と遷移不均衡を観察する。 本研究は, スピン-1系における偏光選択マイクロ波励起実験条件の最適化に重要である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-30T02:49:49Z)
• Direct high resolution resonant Raman scattering measurements of InAs quantum dot dynamic nuclear spin polarization states [0.0]
  電子スピン分裂とそれに伴う核オーバーハウザー(OH)の直接測定について報告する。 観測された2次元写像は、励起周波数に非線形に依存するOH場を明らかにする。 磁場の大きさは400 mTで、100以下の核スピン感度で測定される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-26T11:41:23Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。