論文の概要: SAPPHIRE: Search for exotic parity-violation interactions with quantum spin amplifiers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.07222v1
• Date: Sun, 15 May 2022 08:53:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-13 02:12:04.320594
• Title: SAPPHIRE: Search for exotic parity-violation interactions with quantum spin amplifiers
• Title（参考訳）: SAPPHIRE:量子スピン増幅器による異種パリティ-違反相互作用の探索
• Authors: Yuanhong Wang, Ying Huang, Chang Guo, Min Jiang, Xiang Kang, Haowen Su, Yushu Qin, Wei Ji, Dongdong Hu, Xinhua Peng, Dmitry Budker
• Abstract要約: 我々は、SAPPHIRE(Particle PHysIcs Research)のための量子スピン増幅器に基づく技術を開発した。 本手法は,エキゾチック相互作用によって生じる擬似磁場を約200倍に効果的に増幅する。 このような量子増幅技術を用いて、我々の研究は、Z'ボソンによって媒介されるパリティ-違反相互作用を探索する扉を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.294308411533284
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum sensing provides sensitive tabletop tools to search for exotic spin-dependent interactions beyond the Standard Model, which has attracted great attention in theories and experiments. Here we develop a technique based on quantum Spin Amplifier for Particle PHysIcs REsearch (SAPPHIRE) to resonantly search for exotic interactions, specifically parity-odd spin-spin interactions. The present technique effectively amplifies the pseudomagnetic field generated by exotic interactions by a factor of about 200 while being insensitive to spurious external magnetic fields. Our studies, using such a quantum amplification technique, open the doors to exploring the parity-violation interactions mediated by Z' bosons in the challenging parameter space (force range between 3 mm and 0.1 km) and set the most stringent constraints on Z'-mediated electron-neutron couplings, significantly improving previous limits by up to five orders of magnitude. Moreover, our bounds on Z'-mediated couplings between nucleons reaches into a hitherto unexplored parameter space (force range below 1 m), complementing the existing astrophysical and laboratory studies.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングは、標準的なモデルを超えてエキゾチックなスピン依存相互作用を探索するためのセンシティブなテーブルトップツールを提供する。 本稿では,素粒子物理学研究のための量子スピン増幅器(sapphire)に基づく手法を開発し,異種相互作用,特にパリティオードスピンスピンスピンスピン相互作用を共振的に探索する。 本手法は,外磁場に敏感でありながら,約200因子の異方性相互作用によって生じる擬似磁場を効果的に増幅する。 このような量子増幅技術を用いて、挑戦パラメータ空間(3mmから0.1kmの範囲)において、Z'ボソンが媒介するパリティ-振動相互作用を探索する扉を開き、Z'を介する電子-中性子カップリングに最も制約を課し、それまでの限界を最大5桁まで改善した。 さらに、z' を媒介とする核子間のカップリングの境界は、既存の天体物理学および実験室の研究を補完する1m以下の力範囲のパラメータ空間にまで達する。

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