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闭壳含镭多原子分子离子的 $\mathcal{CP}$ 破坏灵敏度

原子物理 2024-05-09 v2 高能物理 - 唯象学 化学物理

摘要

闭壳原子和分子(如 Hg 或 TlF)提供了强子 CP\mathcal{CP} 破坏的一些最佳低能测试,该破坏被认为是解释宇宙中观测到的物质相对于反物质过剩的必要成分。然而,在八极形变核(如 225^{225}Ra)中,CP\mathcal{CP} 破坏预计会被强烈增强。最近,含镭闭壳对称陀螺分子离子在库仑晶体中被 sympathetic 冷却 [M. Fan et al., Phys. Rev. Lett. 126, 023002 (2021)],并被证明非常适合用于寻找基础物理的精密光谱学 [P. Yu and N. R. Hutzler, Phys. Rev. Lett. 126, 023003 (2021)]。在闭壳分子中,强子 CP\mathcal{CP} 破坏对违反宇称和时间反转对称性(P,T\mathcal{P,T})的净电偶极矩(EDM)有贡献,这正是测量的目标。为了解释实验,了解促成净 P,T\mathcal{P,T} 奇 EDM 的各种 P,T\mathcal{P,T} 破坏源的电子结构增强参数是不可或缺的。在本文中,我们采用相对论 Hartree--Fock 和密度泛函理论计算来确定解释 RaOCH3+_3^+、RaSH+^+、RaCH3+_3^+、RaCN+^+ 和 RaNC+^+ 中可能的 EDM 测量的相关参数,并对 RaSH+^+ 的 Schiff 矩增强进行精确的相对论耦合簇计算,以评估密度泛函理论方法的质量。最后,我们预测了在不久的将来使用 RaOCH3+_3^+ 进行的实验可能达到的各种基本 P,T\mathcal{P,T} 奇参数的界限,并评估了该实验与 Hg 和 TlF 实验的互补性。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.11687,
  title  = {$\mathcal{CP}$-violation sensitivity of closed-shell radium-containing polyatomic molecular ions},
  author = {Konstantin Gaul and Nicholas R. Hutzler and Phelan Yu and Andrew M. Jayich and Miroslav Iliaš and Anastasia Borschevsky},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.11687},
  year   = {2024}
}

备注

Updated references, corrected Wm values for RaCH3+, RaCN+ and RaNC+ in Table VII and in the supplement