基础对称性精密自旋实验检验中的广义相对论效应

以高达磁偶极矩单位下 $10^{-15}$ 的灵敏度搜寻原子、粒子与原子核的 $P$ 与 $CP(T)$ 破坏电偶极矩（EDM）——其为所有离散对称性所允许——是现代物理学的热点问题之一。据 Sakharov 所述，$CP$ 破坏是大爆炸宇宙学公认范式中原初重子生成的三大关键判据之一。这三大判据均得到标准模型（SM）支持，但其无法描述观测到的宇宙重子不对称性。这被视为超出最小 SM 的 $CP$ 对称性破缺机制存在的强有力论据，此类机制可导致原子、粒子与原子核的可测量 EDM。带电粒子与原子核 EDM 的直接搜寻仅在存储环（COSY、NICA）中可行。在 JEDI 合作组于 COSY 同步加速器取得成功后，前沿课题为在静电存储环中以质子自旋在魔能量处冻结来搜寻质子 EDM，预计灵敏度 $d_p\sim 10^{-29}\,e\cdot$cm。在简要介绍 $CP$ 破坏物理与重子生成后，本综述详细讨论了在超灵敏搜寻带电粒子与中子 EDM 中来自地球重力的自旋动力学显著贡献以及地球自转的新效应。颇为引人注目的是，对于质子 EDM 的预计灵敏度，这些虚假 EDM 效应可超出质子 EDM 信号一至两个数量级，并在超冷中子实验中与 EDM 贡献相当。我们还讨论了进动自旋作为类轴子暗物质探测器的作用，并考量量子引力反常在稠密物质流体力学与非中心核碰撞中自旋现象的应用。