Современная физика сталкивается с одной из наиболее интригующих задач: измерение электрического дипольного момента (ЭДМ) легких ядер, таких как дейтрон и протон. Решение этой задачи способно пролить свет на загадку асимметрии между материей и антиматерией и открыть дверь в мир новых физических явлений, лежащих за пределами Стандартной модели. Группа ученых из Московского физико-технического института (МФТИ) предложила инновационную магнитооптическую структуру нуклотрона, которая может стать фундаментом для экспериментов по определению ЭДМ дейтрона.
На протяжении последних десятилетий ученые предлагали различные методы и подходы к измерению ЭДМ дейтрона, но создание эффективной экспериментальной установки оставалось нетривиальной задачей. Авторы исследования сфокусировались на усовершенствовании магнитооптической структуры нуклотрона, стремясь создать оптимальные условия для точного определения ЭДМ дейтрона. В рамках своего теоретического изыскания они успешно решили четыре важнейшие задачи.
Первым шагом стало внедрение принципа "квазизамороженного" спина в оптику ускорителя. Далее, ученые добились увеличения протяженности прямых промежутков между дуговыми секторами. Затем они достигли нулевой дисперсии на прямолинейных участках. Наконец, им удалось сохранить неизменной длину кольца ускорителя, несмотря на размещение дополнительного оборудования.
Для реализации поставленных целей исследователи предложили применить электростатические дефлекторы с отрицательной кривизной. Такое решение позволяет поддерживать ориентацию спина параллельно импульсу по всей траектории кольца.
В итоге была спроектирована магнитооптическая структура с суперпериодичностью N = 8, существенно улучшающая условия для измерения ЭДМ дейтрона. Исследователи также изучили возможность увеличения суперпериодичности в два раза, что позволит еще больше приблизить характеристики структуры к "замороженной", уменьшая угол поворота пучка в каждой дуговой секции.
Как сообщил Юрий Сеничев, профессор кафедры фундаментальных взаимодействий и космологии МФТИ, а также ведущий научный сотрудник ИЯИ РАН, результаты их работы могут открыть новые перспективы для изучения ЭДМ легких ядер, что потенциально может привести к значительным открытиям в понимании основополагающих свойств материи.
Особенно подмечается исследователями, что созданная ими структура применима не только для измерения ЭДМ дейтрона, но и для изучения ЭДМ протона. Этот факт делает ее многоцелевым инструментом для будущих экспериментов в области ядерной физики. Результаты этих исследований обещают внести существенный вклад в поиск новых физических явлений и расширить наши представления о взаимодействиях на субатомном уровне.
Таким образом, предложенное учеными усовершенствование позволяет перейти от теории к этапу практических тестов и исследований.