npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562920060019npe-284Research ArticleВзаимодействие плазмы, пучков частиц и излучения с веществомInteraction of Plasma, Particle Beams and Radiation with MatterПоиск электрического дипольного момента дейтрона с использованием накопительного кольцаSearch for the Electric Dipole Moment of a Deuteron Using a Storage RingАксентьевА. Е.AksentevA. E.

Москва, 117312

Moscow, 117312

a.aksentyev@inr.ruИнститут ядерных исследований РАНРоссияInstitute for Nuclear Research, Russian Academy of SciencesRussian Federation202107052024126333336Copyright © Аксентьев А.Е., 20242024Аксентьев А.Е.Aksentev A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/284

Одной из альтернатив Стандартной Модели (СМ) элементарных частиц являются теории суперсимметрии; электрический дипольный момент (ЭДМ) элементарных частиц может служить отличным инструментом для подтверждения валидности одной из этих моделей. К примеру: в случае нейтрона, ЭДМ, совместный с СМ, находится в диапазоне 10-33 до 10-33e см, в то время как теории суперсимметрии предсказывают наличие ЭДМ гораздо большей величины – на уровне 10-29 – 10-24e см. Эксперименты по поиску ЭДМ проводятся больше 50-ти лет, однако большинство из них — на зарядово-нейтральных частицах (нейтрон, атомы). ЭДМ заряженных частиц (протон, дейтрон) можно измерить в накопительном кольце, используя феномен прецессии поляризации пучка в электромагнитном поле. Накопительное кольцо обладает рядом преимуществ при его использовании в качестве инструмента для измерения ЭДМ; однако существует также и ряд проблем. В данной работе рассматриваются основные подходы к решению этих проблем: BNL, Spin Wheel, Frequency Domain методы.

One of the alternatives to the Standard Model (SM) of elementary particles is the supersymmetry theories; the electric dipole moment (EDM) of elementary particles can serve as an excellent tool to confirm the validity of one of these models. For example: in the case of a neutron, the EDM, compatible with the SM, is within a range of 10−33 to 10−30 e cm, whereas the supersymmetry theories predict the presence of an EDM of much larger value, at the level of 10−29–10−24 e cm. Experiments on the search for EDM have been carried out for more than 50 years; however, most of them are based on charge-neutral particles (neutron, atoms). The EDM of charged particles (proton, deuteron) can be measured in a storage ring with the use of the phenomenon of the beam polarization precession in an electromagnetic field. The storage ring has a number of advantages when used as a tool for EDM measurement; however, there are also a number of problems. This paper discusses the main approaches to solving these problems: the BNL, spin wheel, and frequency domain methods.

поляризованные пучкинакопительное кольцосинхротрондейтронэлектрический дипольный моментзамороженный спинBNLspin wheelfrequency domainpolarized beamsstorage ringsynchrotrondeuteronelectric dipole momentfrozen spinBNLspin wheelfrequency domainReferencesCanetti L., Drewes M., Shaposhninkov M . // New J. Phys. 2012. V. 14. P. 095012. https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/9/095012Canetti L., Drewes M., Shaposhninkov M . // New J. Phys. 2012. V. 14. P. 095012. https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/9/095012Fixsen D.J., Dwek E., Mather J.C., Bennett C.L., Shafer R.A. // Astrophys. J. 1998. V. 508. P. 123. https://doi.org/10.1086/306383Fixsen D.J., Dwek E., Mather J.C., Bennett C.L., Shafer R.A. // Astrophys. J. 1998. V. 508. P. 123. https://doi.org/10.1086/306383Hinshaw G., Larson D., Komatsu E. et al. // J. Suppl. Ser. 2013. V. 208. P. 19. https://doi.org/10.1088/0067-0049/208/2/19Hinshaw G., Larson D., Komatsu E. et al. // J. Suppl. Ser. 2013. V. 208. P. 19. https://doi.org/10.1088/0067-0049/208/2/19Sakharov A. // J. Exp. Theor. Phys. 1967. V. 5. P. 24.Sakharov A. // J. Exp. Theor. Phys. 1967. V. 5. P. 24.Mohapatra R.N., Pati J.C. // Phys. Rev. D. 1975. V. 11. P. 2558. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.11.2558Mohapatra R.N., Pati J.C. // Phys. Rev. D. 1975. V. 11. P. 2558. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.11.2558Maniatis M. // Int. J. Mod. Phys. A. 2010. V. 25. P. 3505. https://doi.org/10.1142/S0217751X10049827Maniatis M. // Int. J. Mod. Phys. A. 2010. V. 25. P. 3505. https://doi.org/10.1142/S0217751X10049827Smith J.H., Purcell E.M., Ramsey N.F. // Phys. Rev. 1957. V. 108. P. 120. https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.120Smith J.H., Purcell E.M., Ramsey N.F. // Phys. Rev. 1957. V. 108. P. 120. https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.120Anastassopoulos D. et al. Brookhaven National Laboratory Report. 2008. https://www.bnl.gov/edm/files/pdf/deuteron_proposal_080423_final.pdf.Anastassopoulos D. et al. Brookhaven National Laboratory Report. 2008. https://www.bnl.gov/edm/files/pdf/deuteron_proposal_080423_final.pdf.Morse W.M., Orlov Y.F., Semertzidis Y.K. // Phys. Rev. ST Accel. Beams. 2013. V. 16. P. 114001. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.16.114001.Morse W.M., Orlov Y.F., Semertzidis Y.K. // Phys. Rev. ST Accel. Beams. 2013. V. 16. P. 114001. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.16.114001.Saleev A., Nikolaev N.N., Rathmann F. et al. // Phys. Rev. Accel. Beams. 2017. V. 20. P. 072801. https://doi.org//10.1103/PhysRevAccelBeams.20.072801Saleev A., Nikolaev N.N., Rathmann F. et al. // Phys. Rev. Accel. Beams. 2017. V. 20. P. 072801. https://doi.org//10.1103/PhysRevAccelBeams.20.072801Koop I.A. // Phys. Scr. 2015. V. 2015. P. 014034. https://doi.org/10.1088/00318949/2015/T166/014034/metaKoop I.A. // Phys. Scr. 2015. V. 2015. P. 014034. https://doi.org/10.1088/00318949/2015/T166/014034/metaKawall D . Report at 485 WE-Heraeus EDM Seminar. Bad Honnef. 2011.Kawall D . Report at 485 WE-Heraeus EDM Seminar. Bad Honnef. 2011.Aksentev A.E., Senichev Y.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1435. P. 012026. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1435/1/012026/pdfAksentev A.E., Senichev Y.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1435. P. 012026. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1435/1/012026/pdfAksentev A., Senichev Y. Proc. 10th Intl. Particle Accelerator Conference IPAC'19. May 19–24, 2019. Melbourne, Australia. 2019. P. 858. https://ipac2019.vrws.de/papers/mopts010.pdf.Aksentev A., Senichev Y. Proc. 10th Intl. Particle Accelerator Conference IPAC'19. May 19–24, 2019. Melbourne, Australia. 2019. P. 858. https://ipac2019.vrws.de/papers/mopts010.pdf.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.