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Constraint on an Exotic Parity-Odd Spin- and Velocity-Dependent Interaction with Atom Interferometer.
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2024-11-22 , DOI: 10.1103/physrevlett.133.213401 Yu-Biao Shu,Tao Zhang,Le-Le Chen,Qin Luo,Xiao-Bing Deng,Wen-Jie Xu,Xiao-Chun Duan,Xue-Ting Fang,Lu-Shuai Cao,Zhong-Kun Hu,Min-Kang Zhou
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2024-11-22 , DOI: 10.1103/physrevlett.133.213401 Yu-Biao Shu,Tao Zhang,Le-Le Chen,Qin Luo,Xiao-Bing Deng,Wen-Jie Xu,Xiao-Chun Duan,Xue-Ting Fang,Lu-Shuai Cao,Zhong-Kun Hu,Min-Kang Zhou
We present a high-precision atom-interferometric test of the parity-odd spin- and velocity-dependent (SVD) interaction between the spin-polarized proton and unpolarized nucleons. The test utilizes the Bragg atom interferometer loaded with ^{87}Rb atoms, of which the single unpaired proton within the nuclei plays the role of the test spin. The differential measurement of the acceleration of the atom in two well-chosen inner states is designed to eliminate the influence from the polarized electron in the ^{87}Rb atom. Moreover, the atom interferometer is particularly placed in the cave laboratory within the Yujia Mountain in the campus, and the mountain source of unpolarized nucleons allows to improve test of the SVD on the length scale around 5-100 m. Our experiment improves the test precision of the universality of free fall to 9.2×10^{-9}, which is about 10 times better than the previous experiment with polarized atoms. More importantly, it provides a new constraint on the coupling of the SVD interaction exerting to the spin-polarized proton |g_{A}^{p}g_{V}^{N}|≤6.5×10^{-32} at λ=10 m, resulting in a substantial sensitivity improvement over the previous limit. Our work extends the scope of atom interference measurements and shines a new light on the testing of new physics with polarized-atom interferometers.
中文翻译:
对奇偶校验奇数自旋和速度依赖性相互作用与原子干涉仪相互作用的约束。
我们提出了一种高精度的原子干涉测试,用于自旋极化质子和非极化核子之间的奇偶性自旋和速度依赖性 (SVD) 相互作用。该测试使用装有 ^{87}Rb 原子的布拉格原子干涉仪,其中原子核内的单个不成对质子起着测试自旋的作用。原子在两个精心选择的内部状态下的加速度的差分测量旨在消除 ^{87}Rb 原子中极化电子的影响。此外,原子干涉仪特别放置在校园内于家山的洞穴实验室中,非极化核子的山源允许在 5-100 m 左右的长度尺度上改进 SVD 的测试。我们的实验将自由落体普遍性的测试精度提高到 9.2×10^{-9},这比之前使用极化原子的实验提高了约 10 倍。更重要的是,它为 SVD 相互作用在 λ=10 m 处对自旋极化质子 |g_{A}^{p}g_{V}^{N}|≤6.5×10^{-32} 的耦合提供了新的约束,从而大大提高了灵敏度。我们的工作扩展了原子干涉测量的范围,并为使用偏振原子干涉仪测试新物理学带来了新的曙光。
更新日期:2024-11-22
中文翻译:
对奇偶校验奇数自旋和速度依赖性相互作用与原子干涉仪相互作用的约束。
我们提出了一种高精度的原子干涉测试,用于自旋极化质子和非极化核子之间的奇偶性自旋和速度依赖性 (SVD) 相互作用。该测试使用装有 ^{87}Rb 原子的布拉格原子干涉仪,其中原子核内的单个不成对质子起着测试自旋的作用。原子在两个精心选择的内部状态下的加速度的差分测量旨在消除 ^{87}Rb 原子中极化电子的影响。此外,原子干涉仪特别放置在校园内于家山的洞穴实验室中,非极化核子的山源允许在 5-100 m 左右的长度尺度上改进 SVD 的测试。我们的实验将自由落体普遍性的测试精度提高到 9.2×10^{-9},这比之前使用极化原子的实验提高了约 10 倍。更重要的是,它为 SVD 相互作用在 λ=10 m 处对自旋极化质子 |g_{A}^{p}g_{V}^{N}|≤6.5×10^{-32} 的耦合提供了新的约束,从而大大提高了灵敏度。我们的工作扩展了原子干涉测量的范围,并为使用偏振原子干涉仪测试新物理学带来了新的曙光。