中子电偶极矩
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简介
中子电偶极矩 (nEDM)，表示为 dn，是衡量中子内部正电荷和负电荷分布的量度。 有限的电偶极矩只有在粒子内部负电荷和正电荷分布的中心不重合时才能存在。 到目前为止，还没有发现中子放电加工。 目前 dn 的最佳测量限值为 (0.0±1.1)×10−26 e⋅cm。
理论
基本粒子的xxx电偶极矩违反宇称 (P) 和时间反演对称性 (T)。 这些违规情况可以通过检查中子的磁偶极矩和假设的电偶极矩来理解。 在时间反转下，磁偶极矩改变方向，而电偶极矩保持不变。 在宇称下，电偶极矩改变方向但磁偶极矩不变。 由于 P 和 T 下的结果系统相对于初始系统不对称，因此在存在 EDM 的情况下会违反这些对称性。 具有 CPT 对称性，组合对称性 CP 也被破坏。
实验技术
为了提取中子 EDM，在存在平行和反平行磁场和电场的情况下测量中子自旋的拉莫尔进动。 两种情况中每一种的进动频率由下式给出
h ν = 2 μ n B ± 2 d n E {displaystyle hnu =2mu _{text{n}}Bpm 2d_{text{n}}E} ,
频率的加减源于磁场周围磁矩的进动和电场周围电偶极矩的进动。 从这两个频率的差异可以很容易地获得中子 EDM 的测量值：
d n = h Δ ν 4 E {displaystyle d_{text{n}}={frac {h,Delta nu }{4E}}}
实验xxx的挑战（同时也是xxx的系统性错误效应的来源）是确保磁场在这两次测量期间不会发生变化。
历史
寻找中子电偶极矩的xxx个实验使用热中子束（后来是冷中子束）进行测量。 它始于 James Smith、Purcell 和 Ramsey 于 1951 年（并于 1957 年发表）在 ORNL 的石墨反应器上进行的实验（由于这三位研究人员来自哈佛大学，因此该实验被称为 ORNL/Harvard 或类似名称，请参见本图 节），获得 |dn| 的限制 < 5×10−20 e⋅cm 。 直到 1977 年，中子束才被用于 nEDM 实验。 在这一点上，与光束中子的高速相关的系统效应变得无法克服。 用中子束获得的最终极限为 |dn| < 3×10−24 e⋅cm。
之后，超冷中子 (UCN) 实验接手了。 它始于 1980 年，在列宁格勒核物理研究所 (LNPI) 进行的一项实验获得了 |dn| 的极限。 < 1.6×10−24e⋅cm 。 这个实验，尤其是 1984 年在劳埃-朗之万研究所 (ILL) 开始的实验，将极限再降低了两个数量级，在 2006 年产生了最佳上限，并在 2015 年进行了修订。