顺磁原子与分子中 EDM 实验对强子 CP 破坏的灵敏度

搜寻电子电偶极矩（EDM）$d_e$ 的实验利用具有一个或多个未补偿电子自旋的原子/分子态，这些顺磁系统近来对 $d_e$ 达到了显著的灵敏度。若 $CP$ 破坏源完全位于强子 sector，电子与原子核之间的双光子交换过程会诱导 $CP$ 奇的半轻子相互作用，由威尔逊系数 $C_{SP}$ 参数化，并在顺磁系统中提供取代 $d_e$ 的 EDM 主导源。我们通过计算核子数增强的 $CP$ 奇核标量极化率，采用核子层面的手征微扰论与原子核的费米气体模型，评估了由领头阶强子 $CP$ 破坏源（即核子 EDM 与 $CP$ 奇π-核子耦合）诱导的 $C_{SP}$ 系数。这使我们能将来自顺磁 ThO 的 ACME EDM 限制转化为对 QCD theta 项 $|\bar \theta| < 3 \times 10^{-8}$、质子 EDM $|d_p| < 2 \times 10^{-23}\,e\,{\rm cm}$、同位旋标量 $CP$ 奇π-核子耦合 $|\bar g^{(1)}_{\pi NN}| < 4 \times 10^{-10}$ 以及夸克色 EDM $|\tilde d_u - \tilde d_d| < 2 \times 10^{-24}\,{\rm cm}$ 的新的独立约束。我们注意到，顺磁系统 EDM 实验的进一步进展可能使其对这些量的灵敏度媲美中子与抗磁原子的 EDM 实验。