The role of QED effects in transition energies of heavy-atom alkaline earth monofluoride molecules: a theoretical study of Ba$^+$, BaF, RaF and E120F
重原子碱土金属氟化物分子被认为是研究空间宇称或空间宇称和时间反演对称性破坏效应如原子核的阿那极点矩或电子电偶极矩的有前景的体系。对这类体系的电子结构性质和跃迁能进行全面和高精度的理论研究可以简化实验的准备和解释。然而，几乎没有尝试计算量子电动力学（QED）效应对中性重原子分子特性的贡献。最近，我们已经制定并实施了这样一种方法来计算QED对分子跃迁能的贡献[L. V.~ Skripnikov，J. Chem. Phys. \textbf{154}，201101（2021）]。本文对Ba $^+$阳离子和BaF分子的跃迁能进行了基准理论研究。计算值与实验值的偏差为10 cm $^{-1}$量级，比“化学精确度”350 cm $^{-1}$高一个数量级以上。这样一个协议的实现已经提供了特别是包括量子电动力学的影响。后者似乎是不低于高阶关联效应的重要性超出了耦合集群与单，双，和微扰三重集群振幅水平。我们比较了QED效应对较重分子RaF和E120 F跃迁能量的作用，其中E120是Ra的超重Z=120同系物。
2021-09-28 physics.atom-ph physics.chem-ph
Progress toward a first observation of parity violation in chiral molecules by high-resolution laser spectroscopy
手性分子中的宇称破缺效应迄今为止还没有在实验上观察到。为了应对这一挑战，已经建立了一个由物理学家、化学家、理论家和光谱学家组成的联盟，旨在通过使用高分辨率激光光谱来测量两种对映体之间的PV能量差异。在本文中，我们提出了实现这一目标的共同战略，在不同领域取得的进展，并指出未来PV观测的方向。André Collet在溴氯氟甲烷对映体、它们的合成及其与隐石烷的手性识别方面的工作使得本文提出的第一代实验成为可能。
2010-07-20 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Parity nonconserving interactions of electrons in chiral molecules with cosmic fields
赝标量或赝矢量宇宙场，作为宇称（$\mathcal{P}$）破坏的来源，在不同的冷暗物质模型中或在允许洛伦兹不变性破坏的标准模型扩展中被调用。直接检测这种场的类时分量需要直接测量$\mathcal{P}$奇电势或它们随时间的演化。在本文中，展示了手性分子的有利性质，其中$\mathcal{P}$ -奇势导致对映异构体之间的共振频率差，用于直接检测这种$\mathcal{P}$ -奇宇宙场。解析地导出了这种相互作用的电子结构增强与核电荷数和精细结构常数的标度行为。这允许对任意分子的效应大小进行简单的估计。解析推导得到了分子H $_2$ X $_2$和H $_2$ XO与X $=$ O、S、Se、Te、Po的准相对论数值计算的支持。宇称破坏的影响，由于宇宙场的C-F伸缩模式CHBrClF的电弱宇称破坏相比，不可分离的非谐振动修正的影响进行了讨论。在此基础上，从二十年前的CHBrClF实验中估计，在具有适当选择的分子系统的现代实验中，由参数$|b^\mathrm{e}_0|$表征的洛伦兹不变性破坏的界限可以被推低到$10^{-17}\,\mathrm{GeV}$的数量级，这将是当前最佳极限的至少两个数量级的改进。这突出了手性分子的精确光谱学在寻找标准模型之外的新物理学中所提供的特殊机会。
2020-05-08 physics.atom-ph physics.chem-ph
Symmetric top molecule YbOCH$_3$ in the fundamental $\mathcal{P}$, $\mathcal{T}$-violation searches
本研究探索对称陀螺分子YbOCH$_3$在基本$\u0001d4ab$、$\u0001d4ab$破缺搜寻中的应用潜力，采用耦合通道方法分析分子转动振动对两类破缺效应的影响，计算得到相关灵敏度参数。
2024-04-11 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Nuclear-Spin Dependent Parity Violation in Optically Trapped Polyatomic Molecules
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
利用光学囚禁多原子分子探测核自旋依赖性宇称破坏，预期提高70倍灵敏度，实现10%精度的iW测量。
2018-12-17 physics.atom-ph
Characterizing the Fundamental Bending Vibration of a Linear Polyatomic Molecule for Symmetry Violation Searches
本研究利用高分辨率光谱技术表征了线性多原子分子174YbOH的基频弯曲振动，测定了偶极矩与g因子等关键参数，为探索超出标准模型的新物理奠定了重要基础。
2023-01-10 physics.atom-ph physics.chem-ph
Relativistic coupled-cluster study of BaF in search of $\mathcal{CP}$ violation
BaF是电子电偶极矩实验研究（eEDM）的潜在候选物质之一。NL-eEDM合作正在建立一个新的实验装置，以使用BaF分子测量eEDM [The NL-eEDM collaboration，Eur. J. D（2018）72：197]。为了分析这样的实验的结果，需要分子${\mathcal{P,T}}$ -奇相互作用参数的精确值，该参数不能从任何实验测量。在这项工作中，我们报告的精确值的${\mathcal{P,T}}$奇相互作用参数的BaF分子获得的四个组件的相对论耦合集团计算。我们还计算了同一分子的超精细结构（HFS）常数，以评估报告的分子参数的可靠性。计算的HFS常数与实验值吻合良好。此外，系统的电子相关性的影响，以及内核电子的作用和虚能函数的计算中所研究的性质的BaF进行了研究。
2020-02-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
Using Molecules to Measure Nuclear Spin-Dependent Parity Violation
核自旋相关的宇称破缺源于电子与核子之间的弱相互作用和核的阿那极矩。我们概述了一种方法来测量这样的效果，使用斯塔克干涉技术来确定相反的宇称旋转/超精细水平的基态分子之间的混合。该技术适用于在理论上易于解释的双原子物种中的宽范围的原子序数的核。这应该提供数据的anapole时刻的许多核，并在以前未测量的中性弱耦合。
2007-08-21 nucl-ex physics.atom-ph
Chiral molecule candidates for trapped ion spectroscopy by ab initio calculations: from state preparation to parity violation
本文通过从头计算筛选出CHDBrI⁺和CHCaBrI⁺等适合囚禁离子光谱实验的手性分子离子候选体系，并计算其振动跃迁的宇称不守恒值，为首次测量手性分子PNC奠定基础。
2023-09-23 physics.atom-ph physics.chem-ph
High resolution spectroscopy of methyltrioxorhenium: towards the observation of parity violation in chiral molecules
手性分子中的宇称破缺起源于弱相互作用，被认为是生物同手性的一个可能的起源。它在1974年被预测，但迄今为止从未被观测到。宇称破坏会导致手性分子对映体的振转光谱中非常微小的频率差。我们已经提出了观察这种预测的频率差使用双光子拉姆齐条纹技术的超声束。这个实验的有前途的候选人是手性氧合铼配合物，它表现出很大的效果，可以大量合成和对映体纯的形式，并可以在分子束中接种。作为实现我们目标的第一步，已经进行了详细的光谱研究甲基三氧化铼（MTO）。它是一种理想的测试分子作为手性候选分子的宇称破坏实验的非手性母体分子。对于187 Re MTO同位素，傅里叶变换微波和红外光谱以及超高分辨率CO2激光吸收光谱的组合分析，使28个旋转线和71个振转线，其中一些具有解决超精细结构的分配。一组光谱参数在基态和第一激发态，包括超精细结构常数，得到的反对称Re=O伸缩模式的该分子。这一结果验证了一旦合成MTO的手性衍生物就应遵循的实验方法，并显示了在不同光谱区域中组合几种光谱技术的益处，具有不同的设置和分辨率。第一个高分辨率光谱的喷射冷却MTO，获得的设置正在开发的观察分子宇称违反，显示，这构成了一个重要的一步，朝着目标。
2010-11-02 physics.atom-ph
Manifestations of nuclear CP-violation in ThO molecule
利用对ThO分子的测量可以研究强子扇区的CP破坏。最近在这种分子中的测量将电子EDM的限制提高了一个数量级。另一种时间反转（T）和宇称（P）破坏效应是由核磁四极矩引起的。我们用T、P奇核力、中子EDM、QCD真空角$θ$、夸克EDM和色EDM的强度常数来表示这种效应。
2014-08-22 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Parity violation and electric dipole moments in atoms and molecules
本文综述了原子、原子核和分子中宇称和时间不变性破坏的研究现状。我们专注于宇称不守恒的铯和三个最有前途的研究领域：（一）宇称不守恒的同位素链，（二）寻找核的阿那极点时刻，和（三）寻找永久的电偶极矩（EDM）的原子和分子，这反过来又是由电子EDM或核$T,P$ -奇数时刻，如核EDM或核希夫时刻。
2012-09-11 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Rotating and vibrating symmetric top molecule RaOCH$_3$ in the fundamental $\mathcal{P}$, $\mathcal{T}$-violation searches
我们研究了对称顶RaOCH $_3$分子的旋转和振动对其作为探测$\mathcal{P}$和$\mathcal{T}$破坏效应（如电子电偶极矩（eEDM）和标量-赝标电子-核子相互作用（Ne-SPS））的有效性的影响。相应的增强参数$E_{\rm eff}$和$E_{\rm s}$计算的基态和第一激发振转态的角动量分量$K$的不同值。对于最低$K$ -$v_\perp=0$和$K=1$的双重峰，值为$E_{\rm eff}=47.647\,\mathrm{GV/cm}$和$E_{\rm s}=62.109\,\mathrm{kHz}$。结果表明，与三原子分子相比，该体系偏离平衡值的程度更大。
2022-06-23 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Rovibrational structure of the Ytterbium monohydroxide molecule and the $\mathcal{P}$,$\mathcal{T}$-violation searches
具有相近振转相反宇称能级的三原子分子的光谱对$\mathcal{P}$、$\mathcal{T}$奇效应敏感。这使它们成为一个方便的平台，用于实验研究新的物理学。在有希望的候选者中，人们可以将YbOH区分为具有重原子的非放射性化合物。相反的宇称，$l$ -加倍的水平之间的能隙是一个很大的兴趣，因为它决定了所需的电场强度的分子的充分极化。同样，弯曲和拉伸模式对$\mathcal{P}$、$\mathcal{T}$ -破坏的灵敏度的影响需要彻底的研究，因为测量将在激发的振动状态上进行。这促使我们考虑势的非谐性，得到振转核波函数。结果得到了最低激发振动态的$E_{\rm eff}$和$E_s$的值，并确定了$l$的倍频
2021-10-10 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
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
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
Impact of the ligand deformation on the $\mathcal{P}$,$\mathcal{T}$-violation effects in the YbOH molecule
本文研究配体OH形变自由度对YbOH分子l-双线劈裂及P,T破坏效应灵敏度的影响，以改进此前固定O-H键长近似下的理论计算。
2022-08-15 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Laser cooled 137BaF molecules for measuring nuclear-spin-dependent parity violation
本研究实现了费米子137BaF分子束的光学循环与横向激光冷却，解决了其核自旋带来的多能级循环跃迁复杂问题，为利用这类分子开展依赖核自旋的宇称不守恒等精密测量奠定了基础。
2025-01-27 cond-mat.quant-gas nucl-ex physics.atom-ph
Candidate Molecules for Next-Generation Searches of Hadronic Charge-Parity Violation
本文系统研究可激光冷却原子构成的强极性异核双原子分子，通过相对论组态相互作用计算选出FrAg为探测强子电荷-宇称破坏的最优候选，并给出其核Schiff矩相互作用常数及定制基组。
2023-09-22 hep-ph physics.atom-ph quant-ph
Nuclear Electric Quadrupole Moment-Induced Parity Doubling in Molecules for Symmetry-Violation Searches
本文研究了分子的核电四极矩（EQM）对宇称双重态能级分裂的显著影响，指出在设计对称性破坏搜索实验时必须考虑EQM诱导的能级分裂，并提供了定性估计和ab initio计算支持。
2025-06-13 physics.atom-ph quant-ph
Optical Trapping of SrOH Molecules for Dark Matter and T-violation Searches
本文实现含 1400(300) 个 SrOH 分子的光学偶极阱，并通过光泵浦制备 eEDM 与超轻暗物质搜索所需振动态，寿命测量验证了该实验平台的可行性。
2025-09-01 cond-mat.quant-gas 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
Global analysis of CP-violation in atoms, molecules and role of medium-heavy systems
本文开发了一个从电子结构理论角度全局分析P,T破坏参数空间的定性模型，发现中等重分子（$Z\leq54$）对收紧全局界限具有重要价值，并通过密度泛函理论计算验证了该模型。
2024-05-06 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Current trends in searches for new physics using measurements of parity violation and electric dipole moments in atoms and molecules
本文综述了原子、原子核和分子中宇称和时间不变性现象的研究现状。我们专注于三个最有前途的研究领域：（i）奇偶性不守恒的同位素链，（ii）寻找核的anapole时刻，和（iii）寻找永久的电偶极矩（EDM）的原子和分子所造成的，电子EDM或核$T,P$奇时刻，如核EDM和核希夫矩。
2010-10-07 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Actinide and lanthanide molecules to search for strong CP-violation
本研究针对含八极形变镧系、锕系核的双原子分子，分析其席夫矩增强效应，发现这类体系的CP破坏参数测量灵敏度可比现有最优水平高数个量级，有望推动对CP破坏基本相互作用的认知。
2021-05-27 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Calculations of Time-Reversal Symmetry Violation Sensitivity Parameters Based on Analytic Relativistic Coupled-Cluster Gradient Theory
我们开发了一种基于解析梯度的相对论耦合团簇计算有效电场的方法，$\mathcal{E}_{\text{eff}}$，具有更高的效率和鲁棒性。增强的计算能力，这个时间反演对称性破坏敏感性参数，使有效的筛选候选分子的电子电偶极矩（eEDM）搜索。为例|$\mathcal{E}_{\text{eff}}$|包括BaOCH $_3$、YbOCH $_3$和RaOCH $_3$的金属甲醇盐的值显示为与相应的氟化物和氢氧化物的值一样大，这支持了最近提出的使用这些非晶顶部分子来提高eEDM测量的灵敏度的建议。计算结果还表明，含有晚锕系元素的分子，NoF，NoOH，LrO和LrOH $^+$，表现出特别大的|$\mathcal{E}_{\text{eff}}$|值约为200 GV/cm。
2021-05-22 physics.atom-ph
Enhanced nuclear spin dependent parity violation effects using the 199HgH molecule
在异质双原子分子中，电子与核自旋相关（NSD）宇称非守恒（PNC）阿那极矩的相互作用被强烈增强。一个新的，低能量的旋光实验正在提出的目的是观察在汞的NSD PNC相互作用。基于相对论耦合集团方法，我们计算了HgH分子$^2Σ_{1/2} \to ^2Π_{1/2}$光学跃迁的圆偏振参数$P = 2\,\textrm{Im}(E1_{PNC})/M1 \approx 3 \times 10^{-6}\; κ$，其中$κ$是由原子核的返极矩决定的无量纲常数.这提供了一个改进的灵敏度NSD PNC 2 - 3个数量级以上的领先原子氘，汞，铊，铅和铋的旋光实验，并表明，所提出的测量将是足够灵敏的提取$^{199}$汞的顶点矩和揭示强子宇称破坏的基础理论。
2018-04-16 nucl-th physics.atom-ph
Nuclear-spin dependent parity violation in diatomic molecular ions
在含有重原子的双原子分子中，核自旋相关（NSD）宇称违反（PV）效应可以被强烈增强。未来的测量预计将提供核顶点力矩和强度常数PV核力。在轻分子中，也可以检测到NSD电弱电子-核相互作用。在这里，我们计算分子离子的NSD PV效应。我们的计算的动机是在低温下的捕获技术的快速发展，这样的系统。
2012-11-18 physics.atom-ph
Measuring Nuclear Spin Dependent Parity Violation With Molecules: Experimental Methods and Analysis of Systematic Errors
原子和分子中的核自旋相关宇称违反（NSD-PV）效应源于电子与原子核之间的$Z^0$玻色子交换，以及电子与宇称违反的原子核回极矩之间的磁相互作用.有人提出用增强双原子分子中的可观测效应来研究NSD-PV效应[D. DeMille $\textit{et al.}$，物理学评论快报。$\textbf{100}$，023003（2008）]。在这里，我们展示了这种类型的测量灵敏度超过任何以前的原子PV测量，使用测试系统${^{138}\mathrm{Ba^{19}F}}$。我们表明，与我们的技术相关的系统误差可以被抑制到至少目前的统计灵敏度的水平。利用$\sim\!170$小时的数据，我们测量了NSD-PV相互作用的矩阵元$W$，其中不确定度为$δW/(2π)<0.7$ Hz，对于$W$必须具有不同符号的两种配置中的每一种。这种灵敏度将足以测量NSD-PV效应的大小预期在广泛的核。
2018-01-17 nucl-ex physics.atom-ph
A platform for nuclear symmetry-violation searches with laser-coolable molecules carrying spinful nuclei
Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子研究所，维也纳工业大学）
本文开发了适用于带自旋核分子的综合实验工具箱，结合已演示技术实现高灵敏度，可用于搜寻核对称性破缺，还能推进核理论基准验证。
2026-08-07 nucl-ex physics.atom-ph quant-ph
Optical Cycling and Sensitivity to the Electron's Electric Dipole Moment in Gold-Containing Molecules
本文提出AuX（X=C, Si, Ge, Sn, Pb）双原子分子可用于光学循环与精密测量，其具有激光可及跃迁、易极化基态及对电子电偶极矩的高敏感性，有望显著提升对时间反演对称性破坏的搜寻。
2024-07-28 physics.atom-ph physics.chem-ph
Probing $P,T$-Symmetry Violation with Optically Trapped Asymmetric Top Molecules
California Institute of Technology（加州理工学院）；Harvard/MIT Center for Ultracold Atoms（哈佛/麻省理工超冷原子中心）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；Nikhef, National Institute for Subatomic Physics（荷兰国家亚原子物理研究所）；Comenius University（科梅尼斯大学）；Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica (IMIT), CONICET–Universidad Nacional del Nordeste（国家科学技术研究委员会-东北国立大学建模与技术创新研究所）
本研究以类碱土金属单酰胺等不对称顶分子为对象，通过从头计算与有效哈密顿量建模，识别出工程化时钟跃迁和魔术阱条件，可实现远超当前极限的电子电偶极矩灵敏度，为对称性破缺测量提供了可调平台。
2026-08-11 physics.atom-ph
Semi-Hadronic Charge-Parity Violation Interaction Constants in CsAg, FrLi and FrAg molecules
本文系统研究了下一代寻找电荷-宇称破坏源的候选分子中的核子-电子张量-赝张量相互作用，发现在 FrAg 分子中该相互作用常数较大，能极大约束超出标准模型的基本参数，是极佳的探针。
2024-10-17 hep-ph physics.atom-ph quant-ph
Electron correlation and nuclear charge dependence of parity-violating properties in open-shell diatomic molecules
在两个系列的等价开壳层双原子分子中讨论了核自旋相关宇称破缺效应随核电荷$Z$增加的标度。在零级正则近似（ZORA）的框架下计算了表征双原子分子宇称破坏强度的参数$W_\mathrm{a}$，发现它与原子的$R(Z) Z^k$标度律（其中$R(Z)$代表相对论增强因子）吻合得很好.电子相关性的影响进行了研究的分子水平上，自旋极化效应被方便地占由先前建立的超精细耦合张量和$W_\mathrm{a}$之间的近似关系。为了高精度地预言氟化镭的宇称破坏效应，强调了系统地改进相关计算的必要性。
2012-08-04 physics.atom-ph physics.chem-ph
Constraints on new vector boson mediated electron-nucleus interactions from spectroscopy of polar diatomic molecules
Helmholtz Institut Mainz（亥姆霍兹研究所美因茨）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI重离子研究中心有限公司）；Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本研究重新解释BaF分子宇称破坏测量，约束新型矢量玻色子介导的电子-核相互作用，并预测未来冷重分子实验可提升灵敏度五个数量级。
2025-03-28 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Probing Fundamental Symmetries of Deformed Nuclei in Symmetric Top Molecules
精确测量重形变核的Schiff矩是研究强子区超越标准模型$T,P$ -破坏的灵敏探针。虽然迄今为止对希夫矩最敏感的限制是用抗磁性原子设定的，但极性多原子分子可以提供具有独特实验优势的更高灵敏度。特别是，对称的顶部分子离子具有$K$ -偶极子的相反的奇偶性与特别小的分裂，导致在低场的完全极化，内部共磁强计状态的系统性影响的拒绝有用的，并能够执行灵敏的搜索$T,P$违反使用少量的捕获离子含有重奇异核。我们认为对称的顶部阳离子$^{225}$ RaOCH $_3^+$作为一个原型和候选平台进行敏感的核希夫测量，并详细描述其内部结构，使用相对论从头计算方法。变形的原子核，大的极化率，和独特的分子结构的增强相结合，使这种分子一个有前途的平台，甚至与一个单一的被困离子寻找基本对称性破坏。
2020-08-20 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
Sensitivity of EDM experiments in paramagnetic atoms and molecules to hadronic CP violation
寻找电子$d_e$的电偶极矩（EDM）的实验利用具有一个或多个未补偿电子自旋的原子/分子状态，并且这些顺磁系统最近已经实现了对$d_e$的显著灵敏度。如果$CP$破坏的源完全位于强子扇区，则电子和核之间的双光子交换过程诱导$CP$ -奇半轻子相互作用，由威尔逊系数$C_{SP}$参数化，并且在顺磁系统中提供EDM的主导源，而不是$d_e$。利用核子水平的手征微扰理论和费米-气体模型，通过计算核子数增强的$CP$-奇核标量极化率，计算了导致$CP$破坏的强子源，即核子EDMs和$CP$-奇π介子-核子耦合引起的$C_{SP}$系数.这使我们能够将ACME EDM限制从顺磁ThO转换为对QCD θ项$|\bar θ| < 3 \times 10^{-8}$、质子EDM $|d_p| < 2 \times 10^{-23}\,e\,{\rm cm}$、等腰$CP$ -奇π介子-核子耦合$|\bar g^{(1)}_{πNN}| < 4 \times 10^{-10}$和夸克$|\tilde d_u - \tilde d_d| < 2 \times 10^{-24}\,{\rm cm}$的彩色EDM的新的独立约束。我们注意到，在顺磁系统中EDM实验的进一步实验进展可能使他们能够与中子和抗磁原子EDM实验对这些量的敏感性相媲美。
2020-07-28 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Theoretical Aspects of Radium-Containing Molecules Amenable to Assembly from Laser-Cooled Atoms for New Physics Searches
我们探讨了下一代电子-电-偶极矩实验的可能性，该实验使用由镭和另一种激光冷却原子组合而成的超冷异源双原子分子。特别是，我们计算了它们的基态结构和它们对奇偶和时间反转（${\cal{P,T}}$）的敏感性，违反了由味道对角电荷奇偶（${\cal{CP}}$）违反产生的物理。在这些物种中，最大的${\cal{P,T}}$违反分子相互作用常数-例如与电子电偶极矩-获得的镭（Ra）和银（Ag）原子的组合。提出了解释这一发现的机制。我们继续讨论的前景，电子EDM搜索使用超冷，组装，光学捕获的RaAg分子，并认为该系统是特别有前途的快速未来的进展，在寻找新的来源的${\cal{CP}}$违反。
2021-11-01 hep-ph physics.atom-ph
Effective electric field associated with the electric dipole moment of the electron for TlF^+
本文利用相对论多体理论对TlF ~+分子离子在基态下的电子电偶极矩搜索的适用性进行了理论评估。为此，我们计算了有效电场的值，以及分子的永久电偶极矩使用配置相互作用和耦合集群方法与高质量的基组，其次是电子相关性的作用所考虑的性能进行分析。我们发现TlF+具有约163 GV/cm的大的有效电场值，这比已知在非超重系统中具有最大有效电场的HgF和HgH分子大约1.5倍。
2022-10-11 physics.atom-ph
Demonstration of a Sensitive Method to Measure Nuclear Spin-Dependent Parity Violation
原子和分子中的核自旋相关宇称违反（NSD-PV）效应源于电子与原子核之间的$Z^0$玻色子交换，以及电子与宇称违反的原子核回极矩之间的磁相互作用.我们演示了使用双原子分子中的增强效应的NSD-PV测量，这里使用的是测试系统$^{138}$ Ba $^{19}$ F。我们的灵敏度超过了以前任何原子PV测量。我们表明，系统误差可以被抑制到至少目前的统计灵敏度的水平。我们测量的矩阵元素，$W$，与总的不确定性$δW/(2π)<0.7$ Hz的NSD-PV相互作用，对于每两个配置，其中$W$必须有不同的符号。这种灵敏度将足以测量NSD-PV效应的大小预期在广泛的核。
2018-01-16 nucl-ex physics.atom-ph
Electric Dipole Moments of the Atoms, Molecules, Nuclei and Particles
粒子或系统的永久电偶极矩（EDM）是电荷沿其角动量轴的分离，是T破坏的直接信号，假设CPT对称，则是CP破坏。60多年来，人们一直在研究EDM，首先将其作为宇称对称破坏的信号，然后将其作为CP破坏的信号，这将阐明其在自然界和理论中的作用。当代的动机包括CP破坏在解释宇宙学物质-反物质不对称性和寻找新物理学中的作用。对各种系统的实验已经变得越来越敏感，但只提供了EDM的上限，并且在几个尺度上的理论对于解释这些限制至关重要。原子核理论提供了从标准模型和超越标准模型物理到可观察到的EDM的联系，原子和分子理论揭示了CP违反如何在这些系统中表现出来。在强子系统中的EDM结果要求$\barθ$的标准模型QCD参数必须非常小，这可以用轴子的存在来解释--轴子也是一种候选的暗物质粒子。关于电弱重子生成的理论结果表明，需要新的物理学来解释宇宙中物质的主导地位。实验和理论的努力继续扩大与新的想法和新的问题，这篇评论提供了一个广泛的概述理论的动机和解释，以及有关实验技术，实验和前景的细节。其目的是提供细节和背景，因为这个令人兴奋的领域向前发展。
2018-08-23 hep-ph nucl-ex nucl-th
Axion-mediated electron-electron interaction in ytterbium monohydroxide molecule
YbOH三原子分子可以有效地用于测量电子电偶极矩，这违反了基本相互作用的时间反演（T）和空间宇称（P）对称性[I. Kozyryev，N.R. Hutzler，Phys. Rev. Lett. 119，133002（2017）]。我们研究了YbOH分子中T，P-破坏的另一种机制--由低质量轴状粒子介导的电子-电子相互作用。为此，我们计算表征这种相互作用的分子常数，并使用它来估计要测量的效应的预期大小。结果表明，该分子常数具有相同的数量级的相应的分子常数对应的轴子介导的电子-核相互作用。根据我们的估计，对YbOH的实验将允许一个设置更新的实验室约束CP违反电子-轴子耦合常数。
2021-06-12 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Electron electric dipole moment searches using clock transitions in ultracold molecules
基本粒子（如电子）的永久电偶极矩（EDM）是由于物理学超越标准模型而导致的宇称和时间反演破坏的特征。EDM测量在能量尺度上探索新的物理学，远远超出了当今对撞机的范围。从超冷原子组装分子的最新进展为提高EDM实验的范围开辟了新的机会。但是，在充分利用这些机会之前，需要更好的测量技术，即不受这些分子的磁场敏感性的限制。我们提出了一种利用极性分子中磁不敏感超精细时钟跃迁的技术，并提供了新的方法来提高超冷组装分子EDM搜索的精度和准确性。
2020-08-06 physics.atom-ph
New example of charge conjugation and parity violation from search for a permanent electric dipole moment of Rubidium atom
量子力学认为，由于原子的球对称性，所有的原子都不具有永久电偶极矩。因此，自然界中除了极性分子外，不存在极性原子。由极性物质取向引起的极化率与绝对温度T成反比，而原子的感生极化率与温度无关。利用特殊的电容器，我们的实验发现Rb原子在非均匀电场中的定向运动，Rb原子的基态是极性原子，具有大的EDM：d（Rb）=2.72*10-29C.m = 1.70*10-8e.cm。实验表明，Rb蒸气的焓与T的关系为焓=B/T，其中，作为极性分子，斜率B =380（k）。测量了其在不同电压V下的电容C。C-V曲线表明，当E> 8.5 × 104 V/m时，Rb蒸气出现饱和极化。在Rb原子中发生了CP（电荷共轭和宇称）破坏的新例子（参见arXiv 0809.4767）。如果Rb原子有大的EDM，为什么没有观察到线性斯塔克效应？这篇文章详尽地讨论了这个问题。由于实验的细节在文中有详细的描述，所以我们的结果很容易重复。
2008-10-04 physics.atom-ph
Laser spectroscopy and CP-violation sensitivity of actinium monofluoride
CERN（欧洲核子研究组织）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Helmholtz Institute Mainz（美因茨亥姆霍兹研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心）；University of York（约克大学）
本文研究了锕氟分子的激光光谱学及其在CP破坏搜索中的敏感性，通过高精度实验提升对CP破坏参数的约束。
2025-07-07 nucl-ex nucl-th physics.atom-ph
Polarizabilities as Probes for P, T, and PT Violation
本研究探究原子分子系统中P、T对称性破缺对其电磁响应的影响，重现了eEDM搜索相关的已知可观测量，还发现了仅在振荡或非均匀场下可观测的新效应，为标准模型内外的物理测量提供新方向。
2024-11-12 physics.atom-ph
Probing the QCD $\bar θ$ term with paramagnetic molecules
本文利用重子手征微扰理论计算QCD theta项诱导的CP破坏电子-核相互作用，基于HfF$^+$实验给出$|\barθ|<1.5\times10^{-8}$的界限，并指出提高实验精度可使顺磁分子实验与中子及抗磁原子计划竞争。
2025-10-23 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Parity and Time-Reversal Violation in Atomic Systems
研究原子系统中宇称和时间反演不变性的破坏已经被证明是在低能下检验电弱理论和寻找超越电弱理论的物理学的一种非常有效的手段。原子理论和实验方法的最新发展使得人们能够对这些效应进行极其精确的理论计算和实验测量。这些研究是对直接高能搜索的补充，并且可以以一小部分成本进行。本文综述了原子、分子和原子核中宇称和时间反演破坏的最新进展，并探讨了其对标准模型以外物理学的影响，重点讨论了在不久的将来可能的发展领域。
2014-12-20 physics.atom-ph
Clear evidence of charge conjugation and parity violation in K atoms from atomic permanent electric dipole moment experiments
量子力学认为，由于原子的球对称性，原子不具有永久电偶极矩（EDM）。因此，自然界中除了极性分子外，不存在极性原子。由极性物质取向引起的极化率与绝对温度T成反比，而原子的感生极化率与温度无关。这种温度依赖性的差异提供了一种在实验上分离极性和非极性物质的方法。实验发现，在特殊的电容器中，钾原子的电荷密度与温度T的关系为：K =B/T，其中，作为极性分子，斜率B约为283（K），而在传统的电容器中，K原子的电荷密度与温度T的关系呈现无序状态。测量了其在不同电压V下的电容C。C-V曲线表明，当E> 105 V/m时，几乎所有的K原子（98.9%以上）都与场成一直线，出现了饱和极化。基态中性K原子为极性原子，具有较大的EDM：dK大于2.3*10- 9e.cm，这为K原子的电荷共轭和宇称破坏提供了有力的证据.如果K原子有大的EDM，为什么没有观察到线性斯塔克效应？这篇文章详尽地讨论了这个问题。由于实验的细节在文中有详细的描述，所以我们的结果很容易重复。
2008-10-11 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
Quantum-Enhanced Metrology for Molecular Symmetry Violation using Decoherence-Free Subspaces
本文提出一种利用无退相干子空间测量分子时间反演对称性破缺的量子增强方案，无需外电场且对静态电磁场不敏感，可应用于囚禁中性粒子或离子体系。
2023-07-12 physics.atom-ph quant-ph
$\mathcal{CP}$-violation sensitivity of closed-shell radium-containing polyatomic molecular ions
本文利用相对论 Hartree–Fock、密度泛函理论及耦合簇计算，评估多种含镭闭壳层分子离子对 $\mathcal{P,T}$ 奇宇称 EDM 的增强与实验灵敏度。
2023-12-20 hep-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
New example of CP violation from search for the permanent electric dipole moment of Cs atoms
利用特殊的电容器，完成了三个寻找铯原子永久电偶极矩的实验。Cs蒸气的磁化率xe与密度N成正比，当N=7.37 × 1022 m-3时，xe =70。Cs蒸气的xe与绝对温度T的关系为xe =B/T，其中B=1.50（k）时，B=320（k）。测量了其在不同电压V下的电容C。C-V曲线表明，当电场E=7.4 × 104 V/m时，Cs蒸气出现饱和极化。我们的测量给出了Cs原子的EDM：dCs=2.97*10-29 C.m=1.86*10-8 e. cm. Cs原子中出现了CP（电荷共轭和宇称）破坏的新例子。由于实验的细节在文中有详细的描述，所以我们的结果很容易重复。
2008-09-27 physics.atom-ph
