Выпуски

 / 

2023

 / 

Февраль

  

Обзоры актуальных проблем


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

  а, б,   а, б, §  в, *  г, д, е, #  г, 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, Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, 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, разрешённым всеми дискретными симметриями. Согласно Сахарову CP-несохранение является одним из трёх ключевых критериев бариогенезиса в общепринятой парадигме космологии Большого взрыва. Все три критерия поддерживаются Стандартной моделью (СМ), но она не в состоянии описать количественно наблюдаемую барионную асимметрию Вселенной, что является сильным аргументом в пользу существования механизмов нарушения CP-инвариантности вне минимальной СМ, которые могут приводить к измеримым ЭДМ атомов, частиц и ядер. Поиски ЭДМ по вращению спина в электрических полях ведутся сегодня во многих лабораториях 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 dp ∼ 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 CP-несохранения и бариогенезиса дано развёрнутое 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 превысить сигнал ЭДМ протона и стать сопоставимыми с вкладом ЭДМ в экспериментах с ультрахолодными нейтронами. Обсуждаются также роль прецессирующего спина как детектора аксионоподобной тёмной материи и приложения квантовых гравитационных аномалий к гидродинамике плотного вещества и спиновым явлениям в нецентральных ядерных столкновениях.

Текст: pdf (Полный текст предоставляется по подписке)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2021.09.039074
Ключевые слова: нарушение CP-инвариантности, спин, электромагнитное поле, гравитационное поле, аномальный магнитный момент, электрический дипольный момент, дираковский фермион, аксион, столкновения тяжёлых ионов, гравитационная аномалия
PACS: 03.65.Sq, 04.20.Cv, 04.62.+v, 11.30.Fs, 12.60.−i, 14.80.Va, 29.20.db, 29.27.Hj (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.09.039074
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/2/a/
001097218300001
2-s2.0-85135882589
2023PhyU...66..109V
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 193 113–154 (2023)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

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 experimental tests of fundamental symmetriesPhys. Usp. 66 109–147 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2021.09.039074

© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение