論文の概要: Gravitational and other shifts of neutron, hydrogen, antihydrogen, muonium, and positronium whispering gallery and gravitational state interference patterns

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.10536v1
• Date: Sun, 12 Oct 2025 10:37:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 18:06:29.996127
• Title: Gravitational and other shifts of neutron, hydrogen, antihydrogen, muonium, and positronium whispering gallery and gravitational state interference patterns
• Title（参考訳）: 中性子、水素、反水素、モニウム、ポジトロニウムの重力および重力状態干渉パターンの重力およびその他のシフト
• Authors: V. V. Nesvizhevsky, J. A. Pioquinto, K. Schreiner, S. Baessler, P. Crivelli, E. Widmann,
• Abstract要約: 近年,外磁場勾配による中性子ささやきの干渉パターンの変化を測定した。 類似により、同様の現象は他の粒子や力で観測できる。 開発された手法は、基本的な中性子物理学実験において、他のシフトの観測や探索に使用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently, a shift of a neutron whispering-gallery interference pattern due to an external magnetic field gradient was measured. By analogy, a similar phenomenon can be observed with other particles and forces. In particular, a gravitational shift of the neutron whispering gallery can be easily observed with cold or very cold or ultracold neutrons, and the developed methods can be used for observing/searching for other shifts in fundamental neutron physics experiments, for instance, for measuring the gravitational constant or constraining the neutron electric charge. A peculiar feature of analogous atomic (anti-atomic) experiments is the much smaller effective critical energies of the materials of atomic (anti-atomic) mirrors. We evaluated parameters that make a measurement of the hydrogen and antihydrogen whispering gallery and their gravitational shifts feasible. A series of such measurements will be made with neutrons at the PF1B/PF2/D17 facilities at the ILL, as well as with hydrogen or/and deuterium atoms by the GRASIAN collaboration in Vienna and Turku. Such a measurement with antihydrogen atoms may be of interest for the GBAR experiment, the ASACUSA experiment which is producing a beam of slow antihydrogen atoms, or other experiments at CERN, which study the gravitational properties of antimatter. Quantum reflection of muonium and positronium from material surfaces opens the possibility of observing whispering-galley states, although such measurements remain experimentally challenging. The observation of gravitational shifts is particularly demanding because of the extremely short lifetimes of these systems. Measurements of whispering gallery with all these atoms and particles yield unique information on the quantum reflection properties at surfaces, providing valuable input for both fundamental and surface studies.
• Abstract（参考訳）: 近年,外磁場勾配による中性子ささやきの干渉パターンの変化を測定した。 類似により、同様の現象は他の粒子や力で観測できる。 特に、中性子ささやくギャラリーの重力シフトは、冷たく、非常に冷たく、または超低温の中性子で容易に観察でき、また、基本的な中性子物理学実験において、例えば、重力定数の測定や中性子電荷の制限のために、他のシフトの観測・調査に使用することができる。 類似の原子(反原子)実験の特異な特徴は、原子(反原子)ミラーの素材のより小さな有効臨界エネルギーである。 水素と反水素のささやきギャラリーとその重力シフトを測定するパラメータを評価した。 このような一連の測定は、イルのPF1B/PF2/D17施設の中性子と、ウィーンとトゥルクのGRASIAN共同研究によって水素原子と重水素原子と共に行われる。 このような反水素原子を用いた測定は、GBAR実験、遅い反水素原子のビームを発生させるASACUSA実験、または、反物質の重力特性を研究するCERNの他の実験に興味深いかもしれない。 物質表面からのミューオニウムとポジトロニウムの量子反射は、これらの測定が実験的に困難であるにもかかわらず、ささやき気状態の観測の可能性を開く。 重力シフトの観測は、これらの系の非常に短い寿命のために特に要求されている。 これら全ての原子と粒子によるささやくギャラリーの測定は、表面の量子反射特性に関するユニークな情報をもたらし、基礎研究と表面研究の両方に有用なインプットを提供する。

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