Probing the Quantum Vacuum with High Power Laser and 4th Generation Light Sources in the Search for New Physics

用高功率激光和第四代光源探测量子真空，寻找新物理

基本信息

批准号：
EP/X01133X/1
负责人：
Gianluca Gregori
金额：
$ 79.34万
依托单位：
University of Oxford
依托单位国家：
英国
项目类别：
Research Grant
财政年份：
2023
资助国家：
英国
起止时间：
2023 至无数据
项目状态：
未结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=EP%2FX01133X%2F1
关键词：
Probing Quantum Vacuum Power Laser

项目摘要

A common perception is that laboratory tests of fundamental physics necessarily require large particle colliders. However, thanks to the development of ultra high-intensity optical lasers and 4th generation light sources, new approaches are now possible that exploit the simultaneous interactions of multiple photons with matter and vacua via quantum field fluctuations. In this proposal, we will employ these high-field non-perturbative quantum optics processes to search for new fundamental particles. Since accelerator-based searches have not yet found new physics at high energies, ultra high-intensity optical lasers and 4th generation light sources offer a novel complementary approach for searches at optical and X-ray energies. This proposal addresses an important question in fundamental physics by developing a laboratory search for new particles beyond the Standard Model called axions. Our work will be able to probe axion masses bigger than a few eV up to a keV - a region that is currently inaccessible to laboratory searches. In the eV-keV mass range. the searches proposed here are the only model-independent ones, meaning that the experiments have full control over both the production and reconversion of axions within the same apparatus - without the need to assume that axions are produced by astrophysical objects (such as the Sun) or constitute a large fraction of the dark matter.

人们普遍认为基础物理的实验室测试必然需要大型粒子对撞机。然而，由于超高强度光学激光器和第四代光源的发展，现在可以采用新方法，通过量子场涨落利用多个光子与物质和真空的同时相互作用。在本提案中，我们将利用这些高场非微扰量子光学过程来寻找新的基本粒子。由于基于加速器的搜索尚未在高能下发现新的物理现象，因此超高强度光学激光器和第四代光源为光学和 X 射线能量的搜索提供了一种新颖的补充方法。该提案通过在实验室中寻找超出标准模型（称为轴子）的新粒子，解决了基础物理学中的一个重要问题。我们的工作将能够探测大于几 eV 到 keV 的轴子质量——这是目前实验室搜索无法到达的区域。在 eV-keV 质量范围内。这里提出的搜索是唯一与模型无关的搜索，这意味着实验可以完全控制同一装置内轴子的产生和再转换 - 无需假设轴子是由天体物理物体（例如太阳）产生的或构成暗物质的很大一部分。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Detection of high-frequency gravitational waves using high-energy pulsed lasers

使用高能脉冲激光探测高频引力波

DOI：
http://dx.10.1088/1361-6382/acd517
发表时间：
2023
期刊：
Classical and Quantum Gravity
影响因子：
3.5
作者：
Vacalis G
通讯作者：
Vacalis G

Parametric co-linear axion photon instability

参数共线轴子光子不稳定性

DOI：
http://dx.10.1016/j.physletb.2023.137759
发表时间：
2023
期刊：
Physics Letters B
影响因子：
4.4
作者：
Beyer K
通讯作者：
Beyer K

Classical Larmor formula through the Unruh effect for uniformly accelerated electrons

通过均匀加速电子的安鲁效应的经典拉莫尔公式

DOI：
http://dx.10.1103/physrevd.109.024044
发表时间：
2024
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
Vacalis G
通讯作者：
Vacalis G

Classical Larmor formula through the Unruh effect for uniformly accelerated electrons

通过均匀加速电子的安鲁效应的经典拉莫尔公式

DOI：
http://dx.10.48550/arxiv.2310.06127
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Vacalis G
通讯作者：
Vacalis G

DOI：
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作者：
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DOI：
10.1103/physreve.101.023205
发表时间：
2020-02-01
期刊：
Physical review. E
影响因子：
0
作者：
G. Collins;J. Valenzuela;C. A. Speliotopoulos;N. Aybar;F. Conti;F. Beg;P. Tzeferacos;B. Khiar;A. Bott;Gianluca Gregori
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10.1103/physrevlett.104.225001
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2010-06-01
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8.6
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S. Vinko;U. Zastrau;Stephane Mazevet;Jakob Andreasson;S. Bajt;T. Burian;J. Chalupský;Henry N. Chapman;J. Cihelka;Domenico Doria;T. Döppner;S. Düsterer;T. Dzelzainis;R. Fäustlin;C. Fortmann;Eckhart Förster;E. Galtier;Siegfried Glenzer;S. Göde;Gianluca Gregori;Janos Hajdu;V. Hájková;P. Heimann;R. Irsig;L. Juha;M. Jurek;J. Krzywiński;T. Laarmann;H. Lee;R. Lee;B. Li;K. Meiwes;J. Mithen;B. Nagler;Art J. Nelson;A. Przystawik;R. Redmer;David Riley;F. Rosmej;R. Sobierajski;F. Tavella;R. Thiele;J. Tiggesbäumker;S. Toleikis;T. Tschentscher;L. Vyšín;T. Whitcher;S. White;J. Wark
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发表时间：
2015-09-01
期刊：
Environmental Science and Pollution Research
影响因子：
5.8
作者：
B. Cea;D. Lefèvre;L. Chirurgien;P. Raimbault;Nicole Garcia;Bruno Charrière;Gianluca Gregori;J. Ghiglione;J. Ghiglione;A. Barani;Michel Lafont;F. Wambeke
通讯作者：
F. Wambeke

Characterization of foam-filled hohlraums for inertial fusion experiments

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DOI：
发表时间：
2024-06-05
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Iaquinta;P. Amendt;J. Milovich;E. Dewald;L. Divol;O. Jones;Larry Suter;Russel Wallace;R. Bingham;S. Glenzer;Gianluca Gregori
通讯作者：
Gianluca Gregori