Исследователи из России представили новую магнитооптическую структуру нуклотрона, которая может стать основой для экспериментов по измерению электрического дипольного момента дейтрона. Результаты работы опубликованы в журнале «Письма в ЭЧАЯ».
Измерение электрического дипольного момента легких ядер, таких как дейтрон и протон, представляет собой одну из важнейших задач в современной физике. Оно может дать ключ к пониманию асимметрии между материей и антиматерией, а также помочь в поиске новых физических явлений, выходящих за рамки стандартной модели. В последние десятилетия было предложено множество методов и подходов для его измерения, однако создание эффективной экспериментальной установки оставалось сложной задачей.
Рисунок 1. Ускорительный комплекс NICA. Источник: журнал «Письма в ЭЧАЯ» .
Авторы работы сосредоточились на модернизации магнитооптической структуры нуклотрона, чтобы создать условия для точного измерения ЭДМ дейтрона. В рамках своей теоретической работы они решили четыре ключевые проблемы.
Во-первых, они реализовали концепцию «квазизамороженного» спина в оптике ускорителя. Во-вторых, увеличили длину прямых промежутков между арками. В-третьих, обеспечили нулевую дисперсию на прямых участках. В-четвертых, решили задачу сохранения длины кольца ускорителя с учетом размещения оборудования.
Для достижения этих целей исследователи предложили использовать электростатические дефлекторы с отрицательной кривизной, что позволяет сохранять направление спина вдоль импульса во всем кольце.
Рисунок 2. Электростатическая вставка для компенсации поворота спина в магнитостатической арке. Источник: журнал «Письма в ЭЧАЯ».
В результате работы была разработана магнитооптическая структура с суперпериодичностью N = 8, которая позволяет значительно улучшить условия для измерения электрического дипольного момента дейтрона. Авторы также рассмотрели возможность перехода к суперпериодичности N = 16, что еще больше приблизит свойства структуры к «замороженной» структуре, уменьшая угол поворота пучка на каждой арке.
Юрий Сеничев, профессор кафедры фундаментальных взаимодействий и космологии МФТИ, ведущий научный сотрудник ИЯИ РАН, отметил: «Наша работа может открыть новые возможности для исследования электрического дипольного момента легких ядер, что может привести к значительным прорывам в понимании фундаментальных свойств материи».
Разработанная структура может быть использована не только для измерения электрического дипольного момента дейтрона, но и для исследования электрического дипольного момента протона, что делает ее универсальным инструментом для будущих экспериментов в области ядерной физики. Эти исследования могут помочь в поиске новых физических явлений и углублении нашего понимания взаимодействий на субатомном уровне.
Работа была поддержана Российским научным фондом по гранту номер 22-42-04419.
