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Magnicon的低温 DC-SQUID梯度仪系统在测量129Xe 原子的永久电偶极矩(Measurement of the Permanent Electric Dipole Moment of the129Xe Atom)的应用介绍: 原子中基本对称性违反的精确测量可以用作粒子物理标准模型(SM)的测试,并在标准模型之外寻找或限制物理。基本粒子或复合粒子的永久电偶极矩(EDM)是寻找CP对称性违反新来源的绝佳候选者,电荷共轭C和奇偶P的组合对称性CP违反在SM中作为弱相互作用的性质而广为人知,并被(作为复杂的相位因子)纳入描述夸克混合的CKM矩阵中。由于违反CP的相位只在涉及重夸克的地方进入,并且需要高阶回路来产生粒子EDM,SM对EDM的贡献不可避免地非常小。例如,SM predic中子EDM为dn 10 34 ecm[1],电子EDM为10 38 ecm[2]。测量明显较大的EDM将清楚地表明CP破坏(辅助守恒)和超越标准模式(BSM)物理的额外来源。相反,在越来越敏感的实验中看不到EDM的程度上,一些BSM场景,如SM的最小超对称扩展(MSSM)、左右对称模型和扩展的希格斯扇区,被强烈反对[3]。 在EDM搜索中,有四条可区分的实验路线[4]:单个自由基本粒子和原子核(例如中子(n)、电子(e)和介子())、原子和离子(例如汞(Hg)和氙气(Xe))、分子和分子离子(例如钇u oride(YbF)、钍氧化物(ThO)、钍uoride离子(HfF+))和凝聚态物质(例如铁电金属)。在任何系统中观察EDM都将是一项很高的成就。然而,单独一个系统可能无法解决与基础基础理论和宇宙学的联系中出现的问题,例如分离弱CP和强CP违规。评论[3,5,6]涵盖了EDM搜索中的实验方法和EDM极限的理论解释。该EDM测量是使用中性粒子(n)[7]、抗磁性原子(Hg)[8,9]、极性分子(ThO)[10]和分子离子(HfF+)[11]进行的。 在这里,我们展示了在抗磁性129Xe原子中改进的EDM搜索的结果。获得的上限dXe<15 10 27 ecm(95%C. L.)设置了比Sachdeva等人[12]最近的限制更严格的三倍,Sachdeva等人[12]可以略微改进Rosenberry等人[13]2001年的结果。EDM实验还可以对轴子介导的违反CP的原子电子和原子核之间的相互作用[14]设置新的限制。从我们的结果中,导出了抗磁性Xe原子标量和伪标量耦合常数的特殊组合的限制。我们的方法基于对共定位气态、核极化3He和129Xe样品的自由自旋进动的检测。由于这种类型的共磁力计将优选地在约400 nT的低磁区工作,因此,在低频(10 Hz)下,使用SQUID作为磁场检测器是合适的,因为它在该光谱范围内具有高灵敏度。
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