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氦神子细结构:理论更新、洛伦兹违规检验与实验前景

高能物理 - 唯象学 2024-12-30 v1 原子物理

摘要

我们综述了氦神子 2S1/22P3/22S_{1/2}-2P_{3/2} 能级的 QED 计算进展,提供该能级更新理论值 9874.357±0.001MHz9874.357\pm0.001\,\mathrm{MHz}。此外,我们提出了一个模型,用于在有无弱外部磁场情况下测量氦神子细结构,以检验 Standard Model Extension 框架下的洛伦兹违规系数,从而实现对 CPT 与洛伦兹对称性的新型检验。通过蒙特卡罗模拟,我们估计在采用 Ramsey's separate oscillatory fields (SOF) 技术时,对孤立 2S1/2,F=12P3/2,F=12S_{1/2}, F=1 - 2P_{3/2}, F=1 能级转换的精度可达 10kHz\sim 10\,\mathrm{kHz}。这些进展需要来自瑞士 Paul Scherrer Institute (PSI) 的 upcoming High-Intensity Muon Beam (HiMB) 才能实现。这些进展将使我们能够对辐射 QED 修正项和核自能贡献进行精确测试,同时也提供对新物理和 Standard Model Extension 框架下未受约束洛伦兹违规系数的灵敏度检测。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.19580,
  title  = {Muonium fine structure: theory update, tests of Lorentz violation and experimental prospects},
  author = {Philipp Blumer and Svenja Geissmann and Arnaldo J. Vargas and Gianluca Janka and Ben Ohayon and Paolo Crivelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.19580},
  year   = {2024}
}