在搜寻新玻色子过程中观测到广义金图的非线性

我们以几 Hz 的精度测量了中性 Yb 同位素在超窄光学钟跃迁 $^{1}\text{S}_{0}-^{3}\text{P}_{0}$ 上的同位素位移。通过将超冷原子装载至三维魔术波长光学晶格中并交替探询同位素对，使光学晶格光移、原子间相互作用以及钟激光频率与磁场的漂移效应最小化，从而实现了十亿分之一精度的测量。所确定的同位素位移，结合近期报道的 Yb$^+$ 在两条光学跃迁上的同位素位移测量之一，使我们能够构建金图。我们揭示了极其显著的非线性，其对应 $\chi^2$ 量级达 $10^4$，且无法用二次场移解释。我们进一步对三条光学跃迁构建广义金图，以消除标准模型内可能解释两跃迁金图非线性的高阶效应贡献。我们对广义金图的分析显示偏离线性达 3$\sigma$ 水平，表明所测同位素位移中至少存在两种高阶贡献。进而，在将其归因于标准模型内高阶场移的合理假设下，我们得到了介导电子与中子间作用的新玻色子耦合乘积的上限 $|y_ey_n|/(\hbar c)< 1\times10^{-10}$（质量小于 1 keV，95% 置信水平），为通过同位素位移光谱探测新物理提供了重要进展。