反氢实验中对基础物理的检验
材料科学
2020-02-24 v1 无序系统与神经网络
摘要
高精密反氢光谱学的最新进展，为在纯反物质系统上严格实验检验粒子物理与广义相对论（GR）的基础原理（如洛伦兹与 CPT 不变性以及爱因斯坦等效原理（EEP））开辟了道路。本文研究了这些检验的性质与含义，特别参考了 CERN 的 ALPHA 反氢计划。其基础是对反粒子、因果性与基础对称性在相对论量子场论（QFT）中的作用以及 GR 中时间测量理论的理论回顾。随后引入了打破洛伦兹与 CPT 对称性或强等效原理（SEP）的低能有效理论，并回顾了若干涉及新长程力的“第五力”情景，这些力将有效违背自由落体普适性或弱等效原理（WEPff）。讨论了 CPT 破坏在决定宇宙物质-反物质不对称性中的可能作用。文中给出了 ALPHA 陷阱磁场中测量的 1S、2S 和 2P 超精细态之间跃迁频率对可能的洛伦兹与 CPT 破坏耦合的依赖性的显式计算，并将所得界限与现有极限进行比较。呈现了对当前反氢自由落体与光谱测量之于 EEP 含义的分析，推导了关于 WEPff 与时钟普适性（WEPc）的现有及潜在界限，以及针对第五力的约束。描述了高精密反氢光谱学、自由落体及引力红移实验和反原子物质波干涉测量的未来前景，并简要概述了涉及其他反物质种类的实验可能性。
引用
@article{arxiv.2002.09347,
title = {Structural Heterogeneity, Ductility, and Glass Forming Ability of Zr-Based Metallic Glasses},
author = {Soohyun Im and Pengyang Zhao and Geun Hee Yoo and Zhen Chen and Gabriel Calderon and Mehrdad Abbasi Gharacheh and Olivia Licata and Baishakhi Mazumder and David A. Muller and Eun Soo Park and Yunzhi Wang and Jinwoo Hwang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09347},
year = {2020}
}