用原子与原子核光谱探测中微子介导的“长程”力

电子、质子和中子之间交换一对低质量中微子会产生一种“长程”$1/r^5$ 势，这可以在原子及亚原子尺度上产生的现象中被搜寻。我们计算了中微子对交换对原子和原子核中跃迁能与束缚能的影响。对于原子的 s 波态，由于不存在离心势垒以及中微子介导势的高度奇异性，诱导的能移出现大幅增强。我们根据氘核束缚能以及正电子素、μ子素、氢和氘中的跃迁能，还有钙离子的同位素位移测量的结果，推导了对中微子介导力的限制。我们的限制比现有通过搜寻新宏观力的实验所得的中微子介导力约束改善了 18 个数量级。未来的光谱实验有望探测由标准模型中微子对及其他弱带电粒子交换所介导的长程力。