new evaluation of the w box correction to neutron and
play

New Evaluation of the W-Box Correction to Neutron and Nuclear - PowerPoint PPT Presentation

New Evaluation of the W-Box Correction to Neutron and Nuclear -Decay Misha Gorchtein Johannes Gutenberg-Universitt Mainz Collaborators: Chien-Yeah Seng, Hiren Patel, Michael Ramsey-Musolf Based on 3 papers: arXiv: 1807.10197 arXiv:


  1. New Evaluation of the γ W-Box Correction to Neutron and Nuclear β -Decay Misha Gorchtein Johannes Gutenberg-Universität Mainz Collaborators: Chien-Yeah Seng, Hiren Patel, Michael Ramsey-Musolf Based on 3 papers: arXiv: 1807.10197 arXiv: 1812.03352 arXiv: 1812.04229 Top Row CKM Unitarity Workshop - John Hardy’s Career Celebration January 7-8, 2019 - The Mitchell Institute, Texas A&M U., College Station, TX USA

  2. ����� ���� � ����������������� � �� ������� ����������� � �������� ������� �� � ����������������� ���� ���� ���� ����������� ���������� �������������������� ������������������ ���������������������� � ������������������ ��� ����� � ���� ����� � ���� ���� �������������������� �� � �������������������� � �� ���� ������� ������� ������� � � ��������� �� �� �� �� �������������������������� � � � � � ���������� �������������� Current status of V ud and top-row CKM unitarity * Slide stolen from one of John’s talks | V ud | 2 + | V us | 2 + | V ub | 2 = 0 . 9994 ± 0 . 0005 | V ud | 2 = 0 . 94906 ± 0 . 00041 ���� ��� 0 + -0 + nuclear decays | V us | 2 = 0 . 05031 ± 0 . 00022 K decays CKM unitarity: V ud the main contributor to the sum and to the uncertainty | V ub | 2 = 0 . 00002 B decays 2

  3. ���� �� � � �� ������ � � � � �� � �� �� ������ � � � ����� � ��� � � � ������ ���������������� �� ���������������� � � ��� ��� � � �� �� ���� ���� ���� ���� ���� � �� ���� �� ��� �� �� � �� � ���� ���� ���� ���� ���� ���� ��������������� �������������� ��������������������� �������������� �� ������������������������� ������������������������������� ������������������� � ����� ����������������� ���� ���� ��� � �� �� �� �� �� �� ��������������������� �� �� �� �������������������� ���� �� �� �� � �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ���� ���� �� ���� ���� ���� ��� �� �� �� �� �� � � ������������� � � ����������������������������������� �� � � �� � ��� �� � �� �� Why are superallowed decays special? Superallowed 0 + -0 + nuclear decays: - only conserved vector current (unlike the neutron decay and other mirror decays) - many decays (unlike pion decay) - all decay rates should be the same modulo phase space Experiment: f - phase space (Q value + spectrum profile with Coulomb distortion) and t - partial half-life (t 1/2 , branching ratio) ft values: same within ~2% but not exactly! Reason: SU(2) slightly broken a. RC (e.m. interaction does not conserve isospin) b. Nuclear WF are not SU(2) symmetric (proton and neutron distribution not the same) 3

  4. � �� ���������������� �� ���������������� � � � �� ������ � � � � �� � �� ������ � � � ����� � ��� � � � �������������� �� ������ � �� �� ��� ��� � � ���� ���� ���� ���� �� ����������������� ���� ���� ��� � �� �� ��� �� �� � �� � ���� ���� ���� ���� ���� ����� �� ��������������� ��������������������� �������������� �� ������������������������� ������������������������������� ������������������� � ���� ���� �� � �� ���� �� �� �� �� �� �� ��������������������� �� �� � �� �������������������� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ���� � ���� �� ���� ���� ���� ���� ���� ��� �� �� �� �� �� �� � ������������� � � ����������������������������������� �� � � �� � ��� �� �� Why are superallowed decays special? Modified ft-values to include these effects F t = ft (1 + δ 0 R )[1 − ( δ C − δ NS )] δ ’ R - “outer” correction (depends on e-energy) - QED δ C - SU(2) breaking in the nuclear matrix elements - mismatch of radial WF in parent-daughter - mixing of different isospin states δ NS - RC depending on the nuclear structure δ C , δ NS - energy independent Average F t = 3072 . 1 ± 0 . 7 Hardy, Towner 1973 - 2018 4

  5. V ud from free neutron decay 5024 . 49(30) s Free neutron decay: axial coupling | V ud | 2 = τ n (1 + 3 λ 2 )(1 + ∆ V R ) - requires additional measurements λ =g A /g V 5

  6. ��������������������� ��� ����� ����� ����� ��������� ������������������� ���� ���� ���� ���� ��� ���� � ���������������� ���������� ����������������������� � ���� ������ ������ ���� � ���� ���� ��������������������� �� ������ ������������������� ���� ���� � �� ������������������ � ���� � � � ���� ���� � � � �� ������ � ������������������� � ����������� � � � ���� �� ������������������� � � ������������������� ������������������� ���� ���� ���� ���� ����� ����� ����� ��������� ���� � ���� �� ���� ���� ���� ��� ��� � ���������������� ���������� ����������������������� ������������������� ���� � �� ������ ���� � ������������������ � ���� � � � �� ���� � � � �� ������ � ������������������� � ����������� � V ud from free neutron decay 5024 . 49(30) s Free neutron decay: axial coupling | V ud | 2 = τ n (1 + 3 λ 2 )(1 + ∆ V R ) - requires additional measurements λ =g A /g V Unfortunate discrepancy between decay in flight vs. trapped UCN λ post 2002 = 1 . 2755(11) τ beam = 888 . 0(2 . 0) s n τ trap = 879 . 4(6) s λ pre 2002 = 1 . 2637(21) n | V n ud | = 0 . 9743(15) If using bottle τ n + post-2002 λ : consistent but 7 times less precise 5

Download Presentation
Download Policy: The content available on the website is offered to you 'AS IS' for your personal information and use only. It cannot be commercialized, licensed, or distributed on other websites without prior consent from the author. To download a presentation, simply click this link. If you encounter any difficulties during the download process, it's possible that the publisher has removed the file from their server.

Recommend


More recommend