論文の概要: New Upper Bounds on Exotic Neutron Spin-Electron Spin Interactions via Neutron Spin Rotation Measurements in a Compensated Ferrimagnet

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14243v1
• Date: Tue, 19 Aug 2025 20:01:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.263231
• Title: New Upper Bounds on Exotic Neutron Spin-Electron Spin Interactions via Neutron Spin Rotation Measurements in a Compensated Ferrimagnet
• Title（参考訳）: 補償強磁性体における中性子スピン回転測定によるエキゾチック中性子スピン-電子スピン相互作用の新しい上界
• Authors: T. Mulkey, K. N. Lopez, C. D. Hughes, B. Hill, M. Van Meter, H. Wijeratne, J. C. Long, M. Sarsour, W. M. Snow, K. Li, R. Parajuli, S. Samiei, D. V. Baxter, M. Luxnat, Y. Zhang, C. Jiang, E. Stringfellow, J. Torres, R. Hobbs,
• Abstract要約: 中性子と電子の異方性スピンスピン相互作用を、高密度の偏光電子媒質を通した低速中性子偏光画像を用いて探索する。 単位長さあたりの平均中性子スピン回転角$fracdbarphi_F5dz=[0.41pm6.30 (stat.)pm4.4 (sys.)]times10-3$ rad/mは0と一致する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13922999783908227
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We report a search for exotic spin-spin interactions between neutrons and electrons which could signal new physics beyond the Standard Model using slow neutron polarimetric imaging through a dense medium of polarized electrons. Our dense polarized electron target is a ferrimagnet held at its magnetic compensation temperature, which realizes a polarized electron ensemble with zero net magnetization. We sought the spin rotation of transversely polarized neutrons from a neutron spin-electron spin interaction of the form $V_2=-g_A^eg_A^n\frac{\hbar c}{4\pi}\vec\sigma_e\cdot\vec\sigma_n\frac{e^{-r/\lambda_c}}{r}$, where $g_{A}^{e}$ and $g_{A}^{n}$ are the electron and neutron axial couplings, $\vec{\sigma_e}$ and $\vec{\sigma_n}$ are the electron and neutron spin, and $\lambda_c$ is the interaction range for an exotic axial vector interaction from massive spin-1 boson exchange of mass $\hbar c/\lambda_c$. The resulting average neutron spin rotation angle per unit length, $\frac{d\bar{\phi}_{F5}}{dz}=[0.41\pm6.30\ (stat.)\pm4.4\ (sys.)]\times10^{-3}$ rad/m, is consistent with zero. Our novel approach improves the previous upper limits on the coupling constant product $g_A^eg_A^n$ by several orders of magnitude in the poorly explored $10^{-8}\leq\lambda_c\leq10^{-2}$ range.
• Abstract（参考訳）: 我々は、中性子と電子の間の異種スピンスピン相互作用を探索し、高密度の偏光電子媒質を通した低速中性子偏光画像を用いて、標準模型を超えて新しい物理を信号することができることを報告した。 我々の高密度偏極電子ターゲットは磁化温度で保持されるフェライトであり、純磁化ゼロの偏極電子アンサンブルを実現する。 V_2=-g_A^eg_A^n\frac{\hbar c}{4\pi}\vec\sigma_e\cdot\vec\sigma_n\frac{e^{-r/\lambda_c}}{r}$, ここで、g_{A}^{e}$と$g_{A}^{n}$は電子と中性子の軸結合、$\vec{\sigma_e}$と$\vec{\sigma_n}$は電子と中性子スピン、$\lambda_c$は電子と中性子スピン、$\lambda_c$は質量交換(英語版)の質量ボソン-1からの異方性相互作用の相互作用範囲である。 単位長さあたりの平均中性子スピン回転角 $\frac{d\bar{\phi}_{F5}}{dz}=[0.41\pm6.30\ (stat.)\pm4.4\ (sys.)]\times10^{-3}$ rad/m はゼロと一致する。 我々の新しいアプローチは、結合定数積 $g_A^eg_A^n$ の以前の上限を、調査の不十分な 10^{-8}\leq\lambda_c\leq10^{-2}$ range の桁数で改善する。

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