[论文解读] Spin rotation and birefringence effect for a particle in a high energy storage ring and measurement of the real part of the coherent elastic zero-angle scattering amplitude, electric and magnetic polarizabilities

V.G. Baryshevsky, A. A. Gurinovich|ArXiv.org|Jun 14, 2005

Crystallography and Radiation Phenomena参考文献 2被引用 6

一句话总结

本文提出一种方法，通过在高能储存环中利用自旋旋转和双折射效应，直接测量相干弹性零角度散射振幅的实部以及张量电和磁极化率。通过在极化靶中施加周期性振荡的赝电场和赝磁场以诱导顺磁共振，该技术可抵消g-2进动，从而精确且无歧义地提取自旋依赖的正向散射振幅和T,P奇相互作用参数。

ABSTRACT

In the present paper the equations for the spin evolution of a particle in a storage ring are analyzed considering contributions from the tensor electric and magnetic polarizabilities of the particle. Study of spin rotation and birefringence effect for a particle in a high energy storage ring provides for measurement as the real part of the coherent elastic zero-angle scattering amplitude as well as tensor electric and magnetic polarizabilities. We proposed the method for measurement the real part of the elastic coherent zero-angle scattering amplitude of particles and nuclei in a storage ring by the paramagnetic resonance in the periodical in time nuclear pseudoelectric and pseudomagnetic fields.

研究动机与目标

• 开发一种直接、无歧义的方法，用于测量相干弹性零角度散射振幅的实部，该量因外推歧义而难以提取。
• 利用储存环中的自旋旋转和双折射效应，测量粒子和原子核的张量电和磁极化率。
• 抵消储存环中g-2进动对自旋测量的不利影响，从而实现对自旋依赖相互作用的清晰观测。
• 通过极化核靶中的自旋旋转和二向色性，实现对T-和P奇相互作用的新测量。
• 为高能强子物理学中基本对称性和正向散射振幅的检验提供一个框架。

提出的方法

• 该方法采用一个储存环，其中包含极化核靶，其矢量或张量极化以与粒子自旋进动频率相同的频率发生旋转或振荡。
• 这会产生一个时间周期性有效赝磁场和赝电场，与粒子的磁偶极矩和电偶极矩共振耦合。
• 由此产生的顺磁共振条件使得自旋旋转和双折射效应的测量可独立于g-2进动进行。
• 自旋演化方程包括偶极相互作用、张量极化率以及核赝场的贡献，后者通过有效场G_s和G_w建模。
• 有效场G包含强（T,P偶）和弱（T,P奇）相互作用分量，从而可测量T,P奇耦合常数。
• 该方法可从共振频率和自旋旋转角度中提取正向散射振幅的实部以及极化率张量分量。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在无需角度外推的情况下，直接测量相干弹性零角度散射振幅的实部？
• RQ2 如何从储存环中的自旋旋转和双折射效应中提取张量电和磁极化率？
• RQ3 在时间周期性赝场中的顺磁共振能否抵消g-2进动并隔离自旋依赖相互作用？
• RQ4 核赝场在储存环中诱导自旋旋转和二向色性的角色是什么？
• RQ5 该方法能否通过自旋旋转和吸收二向色性检测T-和P奇相互作用？

主要发现

• 通过在周期性调制的赝场中实现顺磁共振，可直接测量相干弹性零角度散射振幅的实部，消除了外推歧义。
• 张量电和磁极化率可通过时间变化的赝场诱导的自旋旋转和双折射效应进行测量。
• 该方法通过将靶极化调制与粒子自旋进动频率同步，成功抵消了g-2进动。
• 观察到自旋二向色性——基于自旋取向的差异吸收——适用于T,P奇和T奇、P偶相互作用，从而实现新的对称性检验。
• 有效赝磁场G包含强（T,P偶）和弱（T,P奇）分量，使T,P奇耦合常数b1、b5等的测量成为可能。
• 该形式体系为从储存环实验的观测量中完整提取自旋依赖的正向散射振幅和极化率张量提供了框架。