Résumé - Démonstration de la sensibilité accrue du deutérium aux violations de symétrie régies par l'Extension du Modèle Standard

Démonstration de la sensibilité accrue du deutérium aux violations de symétrie régies par l'Extension du Modèle Standard

2025-07-10 06:58:43

{"Amit Nanda","Daniel Comparat","Olivier Dulieu","Sebastian Lahs","Chloe Malbrunot","Lilian Nowak","Martin C. Simon","Eberhard Widmann"}

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Cette étude de recherche présente une étude sur la spectroscopie hyperfine du deutérium, mettant l'accent sur son sensibilité accrue aux violations de symétrie gouvernées par l'Extension du Modèle Standard (SME). Les auteurs ont effectué des mesures sur deux transitions dans l'état fondamental du deutérium et cherché des violations de la symétrie CPT et de Lorentz qui se manifesteraient par des variations sidérales des fréquences de transition observées. L'expérience a utilisé une configuration de mesure de type Rabi, spécialement conçue pour la spectroscopie hyperfine de l'antihydrogène. La différence clé entre l'hydrogène et le deutérium dans ce contexte est le moment cinétique du proton, qui est beaucoup plus élevé dans le deutérium, ce qui entraîne une sensibilité accrue aux violations de symétrie. Les auteurs ont abordé plusieurs coefficients de proton non relativistes du cadre SME, avec les coefficients spin-indépendants aux puissances de moment k=2 et 4 contraints pour la première fois. Ils ont également amélioré les bornes des coefficients spin-dépendants en exploitant une sensibilité accrue provenant des moments cinétiques relatifs des noyaux dans le deutérium. Cela a conduit à des contraintes sur les coefficients qui surpassent les meilleures mesures d'hydrogène maseur précédentes de 4 et 14 ordres de grandeur pour k=2 et 4, respectivement. En plus des contraintes améliorées sur les coefficients SME, les auteurs ont également mesuré la séparation hyperfine du deutérium à champ nul et ont obtenu une valeur de 327.384 354 9(28) MHz. Ce résultat est en accord avec la littérature et représente la mesure in-beam la plus précise de cette quantité à ce jour. Cette étude met en lumière le potentiel d'utiliser le deutérium dans des mesures de précision pour tester la physique au-delà du Modèle Standard et impose des contraintes importantes sur le cadre SME. Elle ouvre également de nouvelles opportunités pour des recherches supplémentaires en utilisant le deutérium, telles que des mesures à diverses valeurs de champ magnétique statique et l'utilisation de mazers D dédiés.