論文の概要: A reconciliation of the Pryce-Ward and Klein-Nishina statistics for semi-classical simulations of annihilation photons correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.22630v1
• Date: Thu, 27 Nov 2025 17:07:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-01 19:47:55.659342
• Title: A reconciliation of the Pryce-Ward and Klein-Nishina statistics for semi-classical simulations of annihilation photons correlations
• Title（参考訳）: 消滅光子相関の半古典シミュレーションのためのPryce-WardとKlein-Nishina統計の和解
• Authors: Petar Žugec, Eric Andreas Vivoda, Mihael Makek, Ivica Friščić,
• Abstract要約: 基底状態のパラポジトロニウム消滅による2つの光子は、極性の最大絡み合った一重項状態に放出される。 量子絡み合いの現象は散乱光子の方位相関を測定できるほど増大させる。 絡み合った光子のコンプトン散乱の半古典シミュレーションは、Pryce-Ward相関と単一光子のKlein-Nishina統計を照合することができる。
• 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: Two photons from the ground state para-positronium annihilation are emitted in a maximally entangled singlet state of orthogonal polarizations. In case of the Compton scattering of both photons the phenomenon of quantum entanglement leads to a measurable increase in the azimuthal correlations of scattered photons, as opposed to a classical description treating the two scattering events as independent. The probability of the scattering of the system of the entangled photons is described by the Pryce-Ward cross section dependent on a difference of the azimuthal scattering angles in the fixed coordinate frame, while the independent scattering of single photons is described by the Klein-Nishina cross section dependent on the azimuthal angle relative to each photon's initial polarization. Since the singlet state of orthogonal polarizations is rotationally invariant, it does not carry any physical information on the initial polarizations of the single annihilation photons. In such bipartite state the angular origin for the Klein-Nishina cross section is undefined, making the Pryce-Ward and Klein-Nishina descriptions mutually exclusive. However, semi-classical simulations of the joint Compton scattering of entangled photons - implementing the Pryce-Ward cross section, but still treating the two photons as separate entities - can reconcile the Pryce-Ward correlations with the Klein-Nishina statistics for single photons by implementing a modified version of a scattering cross section presented in this work.
• Abstract（参考訳）: 基底状態のパラポジトロニウム消滅反応から2つの光子が直交偏光の最大絡み合った一重項状態に放出される。 両方の光子のコンプトン散乱の場合、量子絡み合い現象は、2つの散乱事象を独立に扱う古典的な記述とは対照的に、散乱光子の方位相関が測定可能な増加をもたらす。 絡み合った光子の系の散乱の確率は、固定座標フレームにおける方位散乱角の差に依存するPryce-Ward断面積によって記述され、一方、単光子の独立散乱は、各光子の初期偏光に対する方位角度に依存するKlein-Nishina断面積によって記述される。 直交偏光のシングルト状態は回転不変であるため、単一消滅光子の初期偏光に関する物理的な情報は一切持たない。 このような二部構成では、クライン・西名断面の角起源は未定であり、プリース・ウォードとクライン・西名の記述は相互に排他的である。 しかし、絡み合った光子のコンプトン散乱(Pryce-Ward 断面)の半古典シミュレーションは、この研究で示された散乱断面積の修正版を実装することで、Pryce-Ward の相関関係を単一光子のクライン・ニシナ統計と照合することができる。

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