Кіріспе
Электрондардың электрлік диполь моменті de - электрондардың ішкі қасиеттері, яғни потенциалдық энергия электр өрісінің күш-қуатына сызықтық қатынаста болады: электрондардың электрлік диполь моменті (EDM) электрондардың магниттік моменті (спин) бағытына колинеар болуы керек. Элементар бөлшектер физикасының Стандартты моделі бойынша мұндай дипол нөлге тең емес, бірақ өте кішкентай, ең көп дегенде 10−38 e⋅см, мұнда e элементар зарядты білдіреді. Едәуір үлкен электронды электрлік диполдық моменті табылса, паритет инварианты мен уақыт кері инвариантының бұзылуын білдіреді.
The electron electric dipole moment de is an intrinsic property of an electron such that the potential energy is linearly related to the strength of the electric field:
The electron's electric dipole moment (EDM) must be collinear with the direction of the electron's magnetic moment (spin). Within the Standard Model of elementary particle physics, such a dipole is predicted to be non zero but very small, at most 10−38 e⋅cm, where e stands for the elementary charge. The discovery of a substantially larger electron electric dipole moment would imply a violation of both parity invariance and time reversal invariance.
Стандартты модельге және кеңейтулерге әсері
Стандартты модельде электронды ЭДМ ККМ матрицасының CP бұзатын компоненттерінен туындайды. Момент өте кішкентай, өйткені CP бұзылуы кварктерді тікелей қамтиды, электронды емес, сондықтан ол тек виртуалды кварктер пайда болатын кванттық процестер арқылы пайда болуы мүмкін, олар электронмен өзара әрекеттеседі, содан кейін жойылады. Бірақ кейбір басқа параметрлер немесе басқа суперсимметриялық модельдер болжамды мәндерді кішірейтуге әкеледі. Сондықтан қазіргі эксперименттік шек осы техникалы / суперсимметриялық теориялардың кейбіреулерін жояды, бірақ барлығы емес. Қосымша жақсартулар немесе оң нәтижелер теорияның басымдылығын одан әрі шектейді.
Эксперименттік өлшеулер
Электрондық ЭДМ әдетте еркін электрондарда өлшенбейді, бірақ атомдар мен молекулалар ішіндегі байланған, жұптаспаған валентті электрондарда өлшенеді. Оларда спектрлік сызықтардың сәл ауысуы ретінде әсерін байқауға болады. Ядролық зарядтың кубикалық шамасына қарай өлшеміне сезімталдық. Осы себепті электронды ЭҚҚ іздеулері әрқашан ауыр элементтермен байланысты жүйелерде жүргізіледі. Бүгінгі күнге дейін ешқандай эксперимент нөлдік емес электронды ЭДМ-ді тапқан жоқ. 2020 жылға қарай Particle Data Group оның мәнін жариялайды Мұнда жарияланған нәтижелермен 2000 жылдан кейін кейбір электронды EDM эксперименттерінің тізімі берілген: +List of Electron EDM ExperimentsYearLocationНегізгі зерттеушілер әдісі ТүрлерЭксперименталды жоғарғы шек 2002 жылы Калифорния университеті, Беркли Юджин Комминс, Дэвид Демилл Атомдық сәуле Tl 1.6 2011 Императорлық колледж Лондон Эдвард Хиндс, Бен Сауэр Молекулярлық сәуле YbF 1.1 2014 Гарвард Йель ((ACME I эксперименті) Дэвид Демилл, Джон Дойл, Джеральд Габриэль Молекулярлық сәуле ThO 8.7 2017 JILA Эрик Корнелл, Юн Иондық тұзақ Hf + 1.3 2018 Гарвард Йель ((ACME II эксперименті) Дэвид Демилл, Джон Дойл, Джеральд Габриэль Молекулярлық сәуле ThO 2022 JILA Эрик Корнелл, Юн Иондық тұзақ Hf + 4.1 ACME ынтымақтастығы 2020 жылға қарай ACME эксперимент сериясының қосымша нұсқасын дамытады. Соңғы эксперимент Advanced ACME немесе ACME III деп аталады және оның мақсаты электронды ЭДМ-нің шекті шамасын бір-екі есеге арттыру.
+List of Electron EDM ExperimentsYearLocationPrincipal InvestigatorsMethodSpeciesExperimental upper limit on 2002 University of California, Berkeley Eugene Commins, David DeMille Atomic beam Tl 1.6 2011 Imperial College London Edward Hinds, Ben Sauer Molecular beam YbF 1.1 2014 Harvard Yale(ACME I experiment) David DeMille, John Doyle, Gerald Gabrielse Molecular beam ThO 8.7 2017 JILA Eric Cornell, Jun Ye Ion trap HfF+ 1.3 2018 Harvard Yale(ACME II experiment) David DeMille, John Doyle, Gerald Gabrielse Molecular beam ThO 1.1 2022 JILA Eric Cornell, Jun Ye Ion trap HfF+ 4.1
The ACME collaboration is, as of 2020, developing a further version of the ACME experiment series. The latest experiment is called Advanced ACME or ACME III and it aims to improve the limit on electron EDM by one to two orders of magnitude.