Cтатьи, принятые к публикации

Обзоры актуальных проблем


Эффекты общей теории относительности в прецизионных спиновых экспериментах по проверке фундаментальных симметрий

 а, б,  а, б,  в,  г, д, е,  ж, з, и
а Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау, просп. Акад. Семенова 1а, Черноголовка, Московская обл., Ногинский р-н, 142432, Российская Федерация
б Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация
в Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, ул. Б. Тульская 52, Москва, 113191, Российская Федерация
г Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова, Дубна, Московская обл., Российская Федерация
д Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Nanchang Rd. 509, Lanzhou, 730000, Cina
е Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета, Бобруйская 11, Минск, 220030, Беларусь
ж Объединенный институт ядерных исследований, ул. Жолио-Кюри, 6 , Дубна, Московская обл., 141980, Российская Федерация
з Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Каширское шоссе 31, Москва, 115409, Российская Федерация
и Государственный университет "Дубна", ул. Университетская 19, Дубна, Московская обл., 141982, Российская Федерация

Одной из наиболее актуальных проблем современной физики является поиск $P$- и $CP(T)$-неинвариантных электрических дипольных моментов (ЭДМ) атомов, частиц и ядер с чувствительностью вплоть до $10^{-15}$ по отношению к магнитным моментам, разрешенным всеми дискретными симметриями. Согласно Сахарову, $CP$-несохранение является одним из трех ключевых критериев бариогенезиса в общепринятой парадигме космологии Большого Взрыва. Все три критерия поддерживаются Стандартной Моделью, но она не в состоянии описать количественно наблюдаемую барионную асимметрию Вселенной. Это сильный аргумент в пользу существования механизмов нарушения $CP$-инвариантности вне минимальной Стандартной Модели, которые могут приводить к измеримым ЭДМ атомов, частиц и ядер. Поиски ЭДМ по вращению спина в электрических полях ведутся сегодня в десятках лабораторий мира. Для заряженных частиц и ядер прямые поиски ЭДМ возможны только в накопительных кольцах (COSY, NICA). После успешных работ коллаборации JEDI на синхротроне COSY, на повестке дня поиск ЭДМ протонов с чувствительностью $d_p \sim 10^{-29}$ e\ см в электростатическом накопителе cо спином протонов, замороженным при магической энергии. Прологом к такому специализированному накопителю, который может стать частью исследований в ЦЕРН по физике вне программы Большого Адронного Коллайдера, предлагается проект накопителя-прототипа PTR. После краткого введения в физику СР-несохранения и бариогенезиса, в обзоре дано развернутое обсуждение численно существенных вкладов как гравитации Земли, так и новых эффектов вращения Земли, в динамику спина в сверхчувствительных поисках ЭДМ как заряженных частиц, так и нейтронов. Примечательно, что при предельно достижимой чувствительности к ЭДМ протона эти имитирующие ЭДМ эффекты могут на один-два порядка превышать сигнал ЭДМ протона, и стать сопоставимыми с вкладом ЭДМ в экспериментах с ультрахолодными нейтронами. Мы обсудим также роль прецессирующего спина как детектора аксионоподобной темной материи, и приложения квантовых гравитационных аномалий к гидродинамике плотного вещества и спиновым явлениям в нецентральных ядерных столкновениях.

Ключевые слова: нарушение СР-инвариантности, спин, электромагнитное поле, гравитационное поле, аномальный магнитный момент, электрический дипольный момент, дираковский фермион, аксион, столкновения тяжелых ионов, гравитационная аномалия
PACS: 4.20.Cv, 11.30.Fs, 12.60.-I, 14.80.Mz, 29.20.Dh, 29.27.Hj (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.09.039074
Цитата: Вергелес С Н, Николаев Н Н, Обухов Ю Н, Силенко А Я, Теряев О В "Эффекты общей теории относительности в прецизионных спиновых экспериментах по проверке фундаментальных симметрий" УФН, принята к публикации

Поступила: 12 июля 2021, доработана: 22 сентября 2021, 27 сентября 2021

English citation: Vergeles S N, Nikolaev N N, Obukhov Yu N, Silenko A Ya, Teryaev O V “General relativity effects in precision spin experiments on tests of fundamental symmetriesPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2021.09.039074

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение