基于中子与反中子相干镜面反射的搜寻自由中子-反中子振荡实验的新运行模式

观测中子-反中子振荡($n-\bar{n}$)，其违背$B$与$B-L$守恒，将构成对物理学与宇宙学具有根本重要性的科学发现。对其跃迁速率的严格上限，将通过排除轻夸克区后 sphaleron 重子生成情景，为理解宇宙重子不对称作出重要贡献。我们表明，可设计使用慢中子的实验，原则上能达到振荡时间$\tau_{n-\bar{n}}\sim 10^{10}s$所需的灵敏度，相较现有自由中子极限在振荡概率上提升约$10^4$。这可通过使演化叠加态中的中子与反中子分量均相干地由镜面反射来实现。我们给出该情形的定量分析，并表明对于足够小的$n/\bar{n}$横向动量及某些$n/\bar{n}$导引材料核种选择，反射时$n$与$\bar{n}$分量的相对相移及$\bar{n}$湮灭率可很小。