利用中子电偶极矩测量搜寻中子到镜像中子振荡

重子数破坏是重子生成的关键要素。有假说认为,标准模型粒子可能存在一个宇称共轭的副本,称为镜像粒子。这种镜像宇宙的存在具有特定的可检验推论,尤其在中性粒子振荡领域,即重子数破坏的中子到镜像中子($n-n'$)振荡。因此,已有许多实验搜寻了$n-n'$振荡,并对其描述参数施加了限制。以往所有努力均通过比较超冷中子在存储一段时间后的存活相对数量来搜寻$n-n'$振荡,针对以下两种情况之一或两者:(i)比较零外加磁场与非零外加磁场,(ii)比较外加磁场方向反转的情况。然而,$n-n'$振荡还会导致极化中子进动频率在翻转外加磁场方向时发生变化。我们首次利用最新中子电偶极矩搜寻的数据[Phys. Rev. Lett. 124, 081803 (2020)]来限制$n-n'$振荡。在补偿了影响超冷中子与共存$^{199}$Hg原子进动频率比的系统效应(其中主要源于它们在非均匀磁场中的运动)后,我们限制了由$n-n'$振荡引起的任何进一步扰动。由此,我们给出了$n-n'$振荡时间常数的下限:$\tau_{nn'}/\sqrt{|\cos(\beta)|} > 5.7~$s,$0.36~\mu$T'$<B'<1.01~\mu$T'(95\% C.L.),其中$\beta$为外加磁场与环境镜像磁场之间的夹角。该限制在$0.36~\mu$T'$<B'<0.40~\mu$T'范围内为现有最佳。