Calculation of the parity and time reversal violating interaction in ^{225}RaO
计算了Ra原子的10电子广义相对论有效实势和相应的相关自旋轨道基组，并对RaO分子进行了相对论耦合团簇计算.研究的主要目的是评估P，T-奇参数X的分子电子结构和对应的“体积效应”的相互作用的^{225}Ra核的希夫矩与电子壳层的RaO。我们对X（^{225}RaO）的最终结果是-7532，这令人惊讶地接近^{205}TlF中的结果，但具有不同的符号。所得结果进行了讨论，并分析了计算的质量。由于^{225}Ra核的预期希夫矩非常大，因此该值对RaO [PRA 77，024501（2008）]的拟议实验感兴趣。
2014-09-20 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
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
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
Axion-mediated electron-nucleus and electron-electron interactions in barium monofluoride molecule
本文计算了BaF分子中类轴子粒子介导的破坏时间反演和空间宇称的电子-原子核及电子-电子相互作用参数，并将可测能移与相关耦合常数乘积联系起来。
2024-04-07 physics.atom-ph physics.chem-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
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
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
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
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
Atomic Parity Nonconservation and Nuclear Anapole Moments
Anapole矩是电磁流的E1投影的奇偶奇、时间反转偶矩。虽然在发现弱相互作用中的宇称破缺后不久，人们就认识到基本粒子和像原子核这样的复合系统必须具有顶点矩，但事实证明，很难孤立这种弱辐射修正。第一次成功的测量，提取核的133 Cs的原子宇称破坏的超精细依赖的anapole时刻，是最近才获得的。在T1中还存在一个重要的Anapole矩界。我们讨论这些测量和它们的意义作为强子弱相互作用的测试，专注于在核内产生的Anapole时刻的机制。原子的结果提出了新的限制弱介子核子耦合，我们比较现有的界限从各种p-p和核测试的宇称不守恒。
2001-04-06 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Theoretical study of ThF$^+$ in the search for T,P-violation effects: Effective state of a Th atom in ThF$^+$ and ThO compounds
本文报道了ThF $^+$阳离子的电子结构的理论研究结果，该阳离子是寻找电子电偶极矩（eEDM）最有趣的体系之一[H. Loh，K.C. Cossel，M.C.格劳，K.- K.倪，急诊室。J.L.迈耶Bohn，J. Ye，E.A. Cornell，Science { \bf 342}，1220（2013）]以及基本相互作用中违反时间反转（T）和空间宇称（P）对称性的其他效应。对于工作$^3Δ_1$态，我们发现作用在未成对电子上的有效电场值相当高（37.3 GV/cm）。将要求现场人员根据eEDM解释ThF $^+$上计划的实验。在化合物中原子的概念内[A. V. Titov，Y. V. Lomachuk和L. V. Skripnikov，Phys.Rev.A { \bf 90}，052522（2014）]，我们比较了ThF $^+$电子结构与ThO的电子结构。我们还计算了T，P奇相互作用的其它参数：$W_{T,P}$，它是用表征T，P奇赝标$-$标量电子$-$核中性流相互作用强度的无量纲常数$k_{T,P}$来解释实验所需的; $W_M$，这是在$^{229}$ ThF $^+$（0.88 $\frac{10^{33}\mathrm{Hz}}{e {\rm cm}^2}$）中搜索Th核磁四极矩所需的。还计算了一些可以测量的性质：超精细结构常数，分子框架偶极矩和g因子。
2015-04-30 physics.atom-ph physics.chem-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
Combined 4-component and relativistic pseudopotential study of ThO for the electron electric dipole moment search
对重原子双原子分子的电子结构进行精确的理论研究，对于解释寻找基本相互作用的时间反演（T）和空间宇称（P）对称性的破坏的实验至关重要，它涉及电子电偶极矩eEDM和表征T强度的无量纲常数$k_{T,P}$，P-奇赝标$-$标量电子$-$核中性电流相互作用。ACME合作最近使用处于$H^3Δ_1$状态的ThO分子束获得并改进了对这些量的限制[Science 343，269（2014）]。我们应用直接四分量和两步相对论赝势/恢复方法对ThO分子$^3Δ_1$态的有效电场Eeff、T，P奇赝标$-$标量相互作用参数、$W_{T,P}$和HFS常数进行了基准计算.需要前两个参数来解释eEDM和$k_{T,P}$常数方面的实验数据。我们用单、双和非迭代三重振幅理论研究了ThO的全部98个电子同时达到耦合团簇水平的电子关联。从迭代的三重和noniterative的四重簇振幅的价电子的贡献也已处理。获得的值为Eeff=79.9 GV/cm，$W_{T,P}$ =113.1 kHz。我们估计这些值的理论不确定度比我们以前的研究小大约两倍[JCP，142，024301（2015）]。计算结果表明，内外核电子的关联对有效电场的贡献率为9%.用同样的方法计算了$^3Δ_1$态的分子框架偶极矩和ThO的$H^3Δ_1\to X^1Σ^+$跃迁能，结果与实验符合得很好.
2016-10-04 physics.atom-ph physics.chem-ph
Enhanced Magnetic Quadrupole Moments in Nuclei with Octupole Deformation and their CP-violating effects in molecules
八极形变核在随核转动的内禀坐标系中具有非零的电八极矩、电偶极矩、Schiff矩和磁四极矩。在实验室框架中具有确定角动量的状态下，这些矩被宇称（P）和时间反演不变性（T）守恒所禁止，这意味着它们的期望值由于核旋转而消失。然而，具有八极形变的核具有具有相同自旋的接近相反的宇称转动态的双重态，其被T，P-奇核力混合。这种混合产生了核轴沿着核自旋的取向，并且存在于内禀坐标系中的所有力矩都出现在实验室坐标系中（只要核自旋I足够大，允许这样的力矩）。这种机制产生了增强的T，P-破坏核矩。这种增强也发生在具有软八极振动模式的原子核中。在这种核的希夫矩已计算在以前的作品。本文考虑核自旋为$I \geq 1$的同位素中出现的磁四极矩。核MQM和电子之间的磁相互作用产生原子EDM和T，P-违反核自旋分子轴相互作用常数的电子态与非零电子角动量的分子。这些常数的测量可用于检验CP破坏理论和在原子、分子和固态实验中寻找轴子暗物质。可能的候选核包括153 Eu、161 Dy、221 Fr、223 Fr、223 Ra、223 Rn、225 Ac、227 Ac、229 Th、229 Pa、233 U和235 U。我们随后考虑含有这些核的分子（EuO、EuN+、RaF、AcO、AcN+、AcF+、ThO和ThF+）。
2022-06-16 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Probing exotic phenomena at the interface of nuclear and particle physics with the electric dipole moments of diamagnetic atoms: A unique window to hadronic and semi-leptonic CP violation
综述了反磁性原子电偶极矩的研究现状，其中涉及到原子实验与粒子、原子核和原子三个不同理论领域的协同作用。粒子物理的各种模型，预测CP破坏，这是必要的存在，这样的电偶极矩，提出。这些模型包括粒子物理的标准模型及其各种扩展.考虑到核子与其他核子以及与电子的不同相互作用方式，导出了有效强子能级组合电荷共轭（C）和宇称（P）对称性破坏相互作用.利用壳模型和其它理论方法讨论了CP奇核Schiff矩的原子核结构计算。本文用不同的相对论多体理论计算了电子与核的Schiff矩相互作用以及电子与核的P和时间反演（T）对称性破坏张量-赝张量相互作用引起的原子电偶极矩。本文概述了反磁性原子电偶极矩的测量原理。结合原子实验和相对论多体理论的结果，得到了核Schiff矩和张量-赝张量耦合常数的上限。在基本粒子水平上，对目前实验上感兴趣的所有反磁性原子的不同来源的CP破坏的系数进行了估计，并讨论了它们对标准模型以外的物理学的影响。对目前的测量结果以及量子色动力学、核和原子计算的可能改进提出了建议。
2017-03-05 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Enhanced Schiff and magnetic quadrupole moments in deformed nuclei and their connection to the search for axion dark matter
形变核具有违反时间反演不变性（$T$）和宇称（$P$）的增强矩。集体磁四极矩（MQM）出现在具有四极形变的核中（具有普通的$T$、$P$守恒的集体电四极矩）。八极形变核在随核转动的内禀坐标系中具有集体的电八极矩、电偶极矩、Schiff矩和MQM。在实验室坐标系中具有确定角动量的状态下，这些矩被$T$和$P$守恒所禁止，这意味着它们的期望值由于核旋转而消失。然而，具有八极形变的原子核具有具有相同自旋的紧密相反的宇称转动态的双重态，其被$T$、$P$破坏的核力混合。这种混合使核轴的方向沿核自旋极化，所有存在于内禀坐标系中的力矩都出现在实验室坐标系中（只要核自旋$I$足够大，允许这样的力矩）。这种机制产生增强的$T$，即违反$P$的核矩。这种增强也发生在具有软八极振动模式的原子核中。本文用CP破坏的$π$ -介子-核子相互作用常数$\bar{g}_{0},\bar{g}_{1}$和$\bar{g}_{2}$、QCD参数$\barθ$和夸克色子-EDMs对Eu、Sm、Gd、Dy、Er、Fr、Rn、Ac、Ra、Th、Pa、U、Np和Pu同位素的增强Schiff矩进行了更新估计。增强的$T$，$P$违反时刻的影响，在固态实验中的轴子暗物质的搜索也进行了讨论，与潜在的替代候选化合物，我们可能会期望增强的效果建议。
2023-03-16 cond-mat.other hep-ph nucl-th
