Theoretical study of the parity and time reversal violating interaction in solids
提出了一种研究固体性质的新理论方法，这些性质对原子核中价电子密度的变化（超精细结构常数、空间宇称（P）和时间反演（T）破坏相互作用参数等）敏感。提出并实施。它使用了两步计算这些性质的概念，这是较早实现的情况下的分子[Progr.\ Theor。化学B15，253（2006）]。该方法用于评估描述Pb核上电子密度梯度的参数$X$，该参数是解释PbTiO $_3$晶体上拟议实验所需的[PRA，72，034501（2005）]，以寻找$^{207}$的希夫矩Pb核，因为它对相应的P、T破坏相互作用具有高灵敏度。为了比较，还使用与PbTiO $_3$研究中使用的密度泛函相同的密度泛函，计算了$^{207}$ PbO分子的$^1Σ^+$态的Pb核的$X$参数。相对论耦合团簇方法与单，双和微扰三重团簇振幅，适用于少数原子系统，并提供高精度的$X$，也适用于PbO的情况下，估计密度泛函研究的准确性。
2013-08-01 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.chem-ph
Parity and time-reversal symmetry violation in diatomic molecules: LaO, LaS and LuO
本研究针对LaS、LaO和LuO双原子分子，采用相对论性四分量耦合簇方法计算多种对称性破缺效应的分子增强因子，评估得到约7%的总不确定度，并关联了高能级相关相互作用。
2024-04-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Enhanced nuclear Schiff moment and time reversal violation in 229Th-containing molecules
八极形变导致~（229）Th核集体Schiff矩的强烈增强。在双原子分子229 ThO的基态1 Sigma态和亚稳态3Delta_1态中，时间反转（T）和宇称（P）破坏效应（如T，P破坏电偶极矩）也得到了增强。分子离子229 ThOH+、229 ThF+和225，223 RaOH+也存在类似的增强。相应的实验可以用来检验预测T、P破坏核力的CP破坏理论和寻找轴子。
2018-10-26 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Electric dipole moments of Hg, Xe, Rn, Ra, Pu, and TlF induced by the nuclear Schiff moment and limits on time-reversal violating interactions
We have calculated the atomic electric dipole moments (EDMs) induced in ^{199}Hg, ^{129}Xe, ^{223}Rn, ^{225}Ra, and ^{239}Pu by their respective nuclear Schiff moments S. The results are (in units 10^{-17}S(e {fm}^{3})^{-1}e cm): d(^{199}Hg)=-2.8, d(^{129}Xe)=0.38, d(^{223}Rn)=3.3, d(^{225}Ra)=-8.5, d(^{239}Pu)=-11. We have also calculated corrections to the parity- and time-invariance-violating (P,T-odd) spin-axis interaction constant in TlF. These results are important for the interpretation of atomic and molecular experiments on EDMs in terms of fundamental P,T-odd parameters.
2002-03-21 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Analysis of Enhancement factors of Parity and Time Reversal Violating Effects for Monofluorides
重极性双原子分子是目前通过研究时间反演（T）和宇称（P）破坏来探索标准模型之外物理的主要候选者之一。在这项工作中，我们分析了有效的电场（Eeff），这是确定电子电偶极矩（eEDM），和标量-赝标量（S-PS）的相互作用常数（Ws），在第12组和第2组系统。我们使用相对论耦合团簇方法进行计算，发现12族单氟化物具有较大的Eeff和Ws（例如，最重的12族氟化物CnF的Eeff和Ws值分别为662 GV/cm和3360 kHz）。其原因是最外层d电子的弱屏蔽效应导致s和p价轨道收缩. Eeff和Ws的计算表明，它们的比值（Ws/Eeff）随Z的增大而增大.基于这些结果，以及实验的适用性，我们提出SrF和CdF作为新的候选分子的实验。
2018-09-26 physics.atom-ph
Time reversal violating Magnetic Quadrupole Moment in heavy deformed nuclei
永久电偶极矩（EDM）和磁四极矩（MQM）的存在违反了时间反演不变性（$T$）和宇称性（$P$）。遵循$CPT$定理，它们也违反了组合$CP$对称性。核EDM完全屏蔽在原子和分子中，而电子和MQM之间的相互作用产生原子和分子EDM，可以测量并用于检验CP破坏理论。核MQM由核子-核子$T,P$ -奇相互作用和核子EDM产生。在这项工作中，我们研究了由于核变形的核MQM增强的效果。利用Nilsson模型，我们计算了实验感兴趣的变形核的核MQM以及实验感兴趣的双原子分子$^{173}$ Yb F，$^{177,179}$ HfF $^+$，$^{181}$ TaN，$^{181}$ TaO $^+$，$^{229}$ ThO和$^{229}$ ThF $^+$的MQM能移.
2018-12-10 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Towards CP Violation Studies on Superheavy Molecules: Theoretical and Experimental Perspective
含有超重原子的分子可以被人工制造出来，作为研究超重力破坏现象的灵敏探针。在这里，我们提供了一个详细的理论研究的双原子分子含有超重的稀土元素。研究了不同中性分子和离子分子对时间反转破坏特性的敏感性。发现这些系统中的有效电场比正在进行电子电偶极矩实验的其他已知分子大约3-4倍。同样，这些超重分子表现出超过5倍的宇称和时间反演违反标量-赝标核-电子相互作用的增强。我们还简要地评论了一些实验方面讨论这些系统的生产。
2021-08-26 physics.atom-ph physics.chem-ph
Time reversal invariance violation in neutron-nucleus scattering
在中子反应中寻找时间反演（T）和宇称（P）破坏的实验的设计和解释中，需要得到核复合态之间T、P破坏的核力的矩阵元值。我们根据混沌复合态的性质，用统计理论计算了T、P-破坏和P-破坏相互作用的均方根值和矩阵元的比值，并给出了四种不同形式的基本参数的结果：接触核相互作用常数、介子交换常数、QCD θ项和夸克色-EDMs.使用这些参数的电流限制，我们得到的矩阵元素的比例上界。
2019-08-14 hep-ph nucl-ex nucl-th
Constraining P and T Violating Forces with Chiral Molecules
本文研究了手性分子超精细结构精密光谱对标准模型扩展预测的宇称和时间反演破坏新物理的敏感性，发现其可探测与核子耦合的手性自旋1粒子，并预测了CHDBrI$^+$中的灵敏度。
2024-06-04 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
CeNTREX: A new search for time-reversal symmetry violation in the $^{205}$Tl nucleus
冷分子核时间反演实验（CeNTREX）是一项新的实验，旨在提高强子时间反演（$T$）破坏基本相互作用强度的灵敏度。实验特征将是极化氟化铊（TlF）分子中$^{205}$ Tl的核磁共振频率的偏移。在这里，我们描述了研究这些违反$T$的相互作用和使用TIF这样做的动机。为了实现比TlF中的$T$违反的早期搜索更高的灵敏度，CeNTREX使用低温分子束源、光学状态制备和检测以及相干量子态操纵的现代方法。详细的测量方案和设备的当前状态，与TIF光束的定量测量。最后讨论了灵敏度估计和控制系统误差的方法。
2020-11-30 physics.atom-ph
P,T-violating electron-nucleon interactions in the R-parity violating minimal supersymmetric standard model
我们表明，目前的实验限制电子核子相互作用，违反宇称和时间反演不变性提供了新的严格的限制的虚部的一些产品的R-宇称违反耦合常数的R-宇称违反最小超对称标准模型。
2000-04-21 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
A new formulation of the relativistic many-body theory of electric dipole moments of closed shell atoms
闭壳层原子的电偶极矩对原子核中的宇称和时间反演破坏现象非常敏感。核的Schiff矩就是这样一种性质，它是由夸克-夸克相互作用的宇称和时间反演破坏以及夸克-色电偶极矩产生的。利用相对论耦合集团理论计算了原子$^{199}{\rm Hg}$的电偶极矩。这是迄今为止最准确的数量计算。结合实验数据，我们的计算为在基本粒子水平上研究P和T破坏耦合常数提供了重要的启示。此外，还提出了一个新的限制张量-赝张量诱导的原子EDM，使用相对论耦合集团理论计算。
2007-10-22 physics.atom-ph
Precision Measurement of Time-Reversal Symmetry Violation with Laser-Cooled Polyatomic Molecules
对极性分子中违反时间反演对称性的相互作用的精确搜索是对标准模型之外的高能物理的极其敏感的探测。为了将这些探测的范围扩展到PeV范围，需要长的相干时间和大的计数率。最近在极性分子的激光冷却方面的进展提供了一种重要的工具--光阱。然而，到目前为止，已经被激光冷却的分子类型并不具有用于新物理搜索的高度理想的特征组合，例如完全磁化的能力和内部共磁力计状态的存在。我们表明，通过利用内部的自由度，目前只有在分子中至少有三个原子，这些功能可以同时实现与分子，具有简单的结构，并服从激光冷却和捕获。
2017-05-31 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Relativistic KRCI calculations of symmetry violating interaction constants for YbX (X: Cu, Ag and Au) molecules
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院卢克瑙分校）；Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学）
本文通过相对论KRCI方法计算了YbX（X=Cu, Ag, Au）分子地面态X²Σ⁺₁/₂的宇称奇和时间反演奇相互作用常数，并首次报告了构成原子的超精细结构常数的平行和垂直分量。
2026-04-09 physics.atom-ph
New limit on Lorentz and CPT-violating neutron spin interactions
我们进行了一个搜索的中子自旋耦合到洛伦兹和CPT违反背景场使用磁强计与重叠合奏的K和$^3$ He原子。共磁力计安装在旋转平台上，用于频繁反转其方向。我们测量恒星振荡的信号，以寻找异常的太阳外起源的自旋耦合。我们确定赤道分量的背景场与中子自旋相互作用是$\widetilde{b}^n_X = (0.1 \pm 1.6) \times 10^{-33}$ GeV和$\widetilde{b}^n_Y = (2.5 \pm 1.6) \times 10^{-33}$ GeV，提高了以前的限制的一个因素30。该测量代表了任何自旋各向异性实验的最高能量分辨率。
2010-06-28 hep-ph physics.atom-ph
Updated constraints on $\mathcal{T}$,$\mathcal{P}$-violating axionlike-particle-mediated electron-electron and electron-nucleus interactions from HfF$^+$ experiment
本文利用从头算相对论耦合簇理论计算HfF$^+$分子参数，从JILA实验数据中为宽质量范围的类轴子粒子介导的电子-电子与电子-核相互作用推导出更新一个数量级的约束。
2023-04-14 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
New constraints on axion-mediated P,T-violating interaction from electric dipole moments of diamagnetic atoms
类轴子粒子在原子电子和原子核之间的交换可以引起原子和分子的电偶极矩。这种相互作用是由一个宇称和时间反演不变性破坏势来描述的，它依赖于标量$g^s$和赝标量$g^p$耦合常数的乘积。我们考虑这些常数的特定组合，$g_e^s g_N^p$，这给了显着的贡献的反磁性原子的EDM的相互作用。在本文中，我们计算了这些贡献的EDM $^{199}$ Hg，$^{129}$ Hg，$^{211}$ Rn和$^{225}$ Ra在较宽的轴子质量范围。比较这些结果与最近的实验EDM测量，我们把新的限制$g_e^s g_N^p$。最严格的原子EDM限制来自$^{199}$ Hg，并改进了其他实验中超过$10^{-2}$ eV的轴子质量的现有实验室限制。
2018-09-13 hep-ph physics.atom-ph
Electronic structure of ytterbium monohydroxide molecule to search for axionlike particles
最近，YbOH分子被建议作为寻找违反空间宇称（P）和时间反转（T）对称性的电子电偶极矩（eEDM）的候选者[I]。Kozyryev和N. R. Hutzler，Phys. Rev. Lett. 119，133002（2017）]。本文指出，该系统可用于测量电子、原子核与类轴子相互作用的耦合常数。轴子交换产生的电子-核相互作用导致T，P-破坏整个分子系统的EDM。我们用轴子质量和轴子-核与轴子-电子耦合常数的乘积来表示这种效应所产生的T，P-破坏能移。
2021-02-12 hep-th physics.atom-ph physics.chem-ph
Enhancement of nuclear Schiff moments and time reversal violation in atoms due to combination of soft nuclear octupole and quadrupole vibrations
违反宇称和时间反演不变性P，T-奇的核力产生P，T-奇核矩，例如核Schiff矩。反过来，这个力矩可以在原子中诱导出电偶极矩（EDM）。在四极和八极力可分离的准粒子无规相位近似下，计算了球形核中集体四极和八极软振动对Schiff矩的贡献.预测的奇数217- 221 Ra和217- 221 Ra同位素的核希夫矩值表明，与实验研究的球形核199 Hg和129 Hg相比，有可能增强50倍或更多。由于在非常重的原子，如Ra，Rn，和Fr，EDM有一个额外的增强迅速增加的核电荷$Z$，EDM增强可以超过两个数量级。我们讨论了引起Schiff矩增强的原子核结构效应。
2005-05-27 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Time-reversal symmetry violation in molecules induced by nuclear magnetic quadrupole moments
最近在顺磁分子中的测量将电子电偶极矩（EDM）的极限提高了一个数量级。分子中的时间反演（T）和宇称（P）对称性破坏也可能来自于它们的核。我们指出，在含有形变核的顺磁分子中，核T，P奇效应被放大，其中主要效应来自T，P奇核磁四极矩（MQM）。我们计算了MQM诱导的TaN、ThO、ThF $^+$、Hf F $^+$、YbF、HgF和BaF分子中的T、P奇效应。我们比较了我们的结果与反磁性TlF分子，其中的T，P-奇效应产生的核希夫矩。我们认为，在分子中的测量与MQMs可以提供改进的限制的T，P奇核力的强度，质子，中子和夸克的EDMs，夸克色EDMs，和QCD $θ$长期和CP违反夸克相互作用。
2014-08-25 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Relativistic coupled-cluster investigation of parity (P) and time-reversal (T) symmetry violations in HgF
我们在四分量相对论耦合集团框架下采用$Z$ -矢量方法计算宇称（${\mathcal{P}}$）和时间反转（${\mathcal{T}}$）对称性破坏的标量-赝标（S-PS）核-电子相互作用常数（$W_\text{s}$），有效电场（$E_\text{eff}$）和核磁四极矩（NMQM）-电子相互作用常数（$W_\text{M}$）在HgF的开壳层基态电子态。在同一理论水平上计算了分子的骨架偶极矩和磁超精细结构常数。我们的研究结果是HgF具有高的$E_\text{eff}$（115.9 GV/cm）、$W_\text{s}$（266.4 kHz）和$W_\text{M}$（$3.59\times 10^{33}$ Hz/e.cm $^2$）值，这表明它可以成为寻找标准模型之外的新物理的可能候选者。我们的结果与文献值吻合得很好。此外，我们研究了基组和虚能函数对计算性质的影响。高能虚旋量的作用被发现是显着的HFS常数和${\mathcal{P,T}}$奇相互作用系数的计算。
2018-11-12 physics.atom-ph
Enhancement of nuclear Schiff moments and time reversal violation in atoms due to soft nuclear octupole vibrations
宇称和时间不变性破坏（${\cal P},{\cal T}$ -奇）核力产生${\cal P},{\cal T}$ -奇核矩，例如核希夫矩。反过来，这个时刻可以在原子中诱导电偶极矩（EDM）。我们估计了存在于许多重核中的软集体八极振动对Schiff矩的贡献。考虑了两种可能的机制，即奇$A$核基态与八极声子态的混合，以及${\cal P},{\cal T}$ -奇混合到价核子单粒子波函数中.我们发现，实际上相同的贡献的希夫矩的静态八极形变计算较早。这证实了一个建议，即软八极振动可以取代（有争议的）静态八极在集体希夫矩的发展。与实验研究的球形核$^{199}$ Hg和$^{129}$ Hg相比，预测的$^{223,225}$ Ra和$^{223}$ Rn的原子EDM值增加了高达$10^{3}$的因子。
2002-12-20 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Parity Violating Energy Shifts and Berry Phases in Atoms, I
研究了空间非均匀外电场中含原子稳态系统的宇称（P）破缺对本征能的贡献。在这种情况下，P-破坏和时间反演（T）不变性的微妙相互作用起着重要的作用。如果选择整个场的结构来表现手征性，那么能量一般会被赝标贡献所转移，而赝标贡献会在场的平面反射下改变符号。为了计算这种效应，我们使用基本粒子物理学的标准模型，其中P奇相互作用是通过原子核中的夸克与原子电子之间的Z玻色子交换而产生的。我们详细考虑了主量子数n=2的不稳定水平下的类氢系统。P-破坏效应的名义阶数为10^-5. 10^-9 Hz，由2S_1/2和2P_1/2态的混合决定。然而，我们指出，这是可能的，以提高P-破坏的能量转移显着！代替能量在P-破坏参数中线性移动，我们得到与这些参数的平方根成比例的移动。从数值上看，我们发现这样的能量位移为10^-5量级。1赫兹。将我们的方法应用于自旋I=1/2的类氢原子，得到了P-破坏的能量位移，它对核自旋相关的P-奇力非常敏感，极化核中的极化奇异夸克密度对P-奇力有相当大的贡献。因此，对这些能量变化的测量可以提供一个重要的工具来阐明与所谓的“自旋危机”有关的核特性。我们还提出了一种方法治疗退化微扰理论，结合两者的优点，加藤和布洛赫的方法。
1998-09-08 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Electric dipole moment of $^{225}$Ra due to P- and T-violating weak interactions
采用相对论全阶耦合集团（RCC）方法，在不同近似水平下，对$^{225}$ Ra中宇称和时间反演破坏张量-赝张量（T-PT）相互作用以及电子与核间的Schiff矩（NSM）相互作用引起的电偶极矩（EDM）进行了严格的计算.最准确的EDM（$d_A$）结果为$d_A=-10.04\times 10^{-20} C_T <σ_n>|e|cm$和$d_A^{NSM}=-6.79 \times 10^{-17} S (|e|fm^3)^{-1} |e|cm$，其中$C_T$和$S$分别为T-PT耦合常数和NSM。由于在计算中对电子关联效应进行了详尽的处理，相应的T-PT和NSM相互作用的EDM结果分别比已知值降低了45%和23%。尽管如此，仍然发现它们比$^{199}$ Hg结果大2-3倍。通过将我们在零阶Dirac-Fock方法和全阶随机相位近似下的计算结果与其他组的计算结果进行比较，证实了RCC结果的有效性。考虑到目前$^{225}$ Ra EDM测量的实验进展，我们的高精度计算对于给出该原子中$C_T$和$S$的极限是非常有用的。这为今后实现对电子-夸克T-PT相互作用和粒子物理$θ_{QCD}$参数更精确的限制提供了可能。
2015-04-01 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
A New Concept for Searching for Time-Reversal Symmetry Violation Using Pa-229 Ions Trapped in Optical Crystals
某些梨形核预计具有增强的敏感性，时间逆转和宇称违反相互作用起源于核介质。特别是，据认为，钚-229比汞-199敏感约10万倍，汞-199目前为这些类型的相互作用设定了一些最严格的限制。为了利用这一发现潜力，首先必须解决几个挑战。首先，目前没有大量的Pa-229来源（半衰期为1.5天）;但是，计划在密歇根州立大学的稀有同位素束设施中收集Pa-229。其次，Pa-229的自旋为5/2的核限制了其相干时间，同时也使其对与局部电场梯度相关的系统效应敏感。另一方面，这也给了Pa-229一个额外的信号源，它以磁四极矩（MQM）的形式出现，违反了与EDM相同的对称性，但在自旋1/2系统中是不可观测的。第三，为了补偿小的原子数和短的相干时间，必须用特别大的电场和磁场探测Pa-229原子，如果Pa-229离子嵌入光学晶体中，这是可能的。我们将描述这个概念的某些方面，使用稳定的镨-141同位素作为替代物，它具有相同的核自旋和类似的原子结构的Pa-229。
2019-03-07 nucl-ex physics.atom-ph
Improved limits on the hadronic and semi-hadronic CP violating parameters and role of a dark force carrier in the electric dipole moment of $^{199}$Hg
结合最近报道的$^{199}$ Hg原子宇称和时间反演对称破缺引起的电偶极矩（EDM）和改进的相对论原子计算，确定了张量-赝张量（T-PT）电子-核（e-N）耦合系数和核Schiff矩（NSM）相互作用的精确极限.利用核计算的这些极限，我们推断出中子和质子的EDMs的极限分别为$d_n < 2.2 \times 10^{-26} |e| \rm{cm}$和$d_p < 2.1 \times 10^{-25} |e| \rm{cm}$，量子色动力学（QCD）参数和组合的上夸克和下夸克色-EDMs的极限分别为$|\barθ| < 1.1 \times 10^{-10}$和$|\tilde{d}_u - \tilde{d}_d| < 5.5 \times 10^{-27} |e|\rm{cm}$。这是迄今为止探测反磁性原子在标准模型之外CP破坏的最佳极限。考虑一个有能力的多体方法来考虑电子相关效应的推断上述限制的所有订单的作用已被强调。从这个分析中，T-PT e-N耦合系数的约束条件与一个可能的暗物质载体$χ$之间的原子电子和原子核的大范围的质量。
2016-12-30 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Relativistic many body theory of the electric dipole moment of $^{129}$Xe and its implications for probing new physics beyond the Standard Model
采用自洽和正规相对论耦合集团方法，对由核Schiff矩（NSM）和电子-核张量-赝张量（T-PT）相互作用引起的$^{129}$电子的时间反演和宇称破坏电偶极矩（EDM）进行了理论研究.强调了重要的多体效应，并明确提出了它们的贡献。通过估计三重激发和Breit相互作用的贡献，确定了相关性和相对论效应计算中的不确定性，NSM和T-PT相互作用的贡献分别为0.7%和0.2%。我们目前工作的结果与改进的实验限制相结合，$^{129}$ EQUIPEDM在未来将收紧对强子CP破坏量的约束，这可能会提供重要的见解，新的物理超越标准模型的基本粒子。
2019-08-12 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
