通过补偿铁氧体中子自旋旋转测量,对奇异中子自旋-电子自旋相互作用设定新上限
该研究报告了通过慢中子极化成像技术,在极化电子致密介质中探索中子与电子间奇异自旋-自旋相互作用的新方法,这种作用可能预示着超越标准模型的新物理现象。研究采用处于磁补偿温度的铁氧体作为极化电子靶材,实现了净磁化为零的极化电子集合。团队重点探测了横向极化中子因自旋相互作用产生的偏转现象,该作用形式为V₂=−gₐᵉgₐⁿℏc/(4π)(σ⃗ₑ·σ⃗ₙ)e⁻ʳ/λᶜ/r,其中gₐᵉ和gₐⁿ分别为电子与中子的轴向耦合常数,σ⃗ₑ和σ⃗ₙ表示自旋态,λᶜ对应通过大质量自旋1玻色子交换产生的轴矢量相互作用范围(质量ℏc/λᶜ)。实验测得的中子平均自旋转角梯度dϕ̄⁵/dz=[0.41±6.30(统计误差)±4.4(系统误差)]×10⁻³弧度/米,结果与零效应一致。该创新方法将耦合常数乘积gₐᵉgₐⁿ在尚未充分探索的10⁻⁸≤λᶜ≤10⁻²范围内的上限灵敏度提高了数个数量级。
