محققان رکورد جدیدی از طول‌عمر هم-اسپینی در صفحه را برای دوترون‌های چرخنده در حلقه انبارش مغناطیسی ثبت کردند.

اعتقاد بر این است که ممان دوقطبی الکتریکی (EDM) در یک ذره‌ی بنیادی یا یک هسته‌ی ساده مقدار بسیار کوچکی دارد. بنابراین شاید فکر کنید که اندازه‌گیری آن ارزش چندانی ندارد. اما اینطور نیست. یک EDM غیر صفر نشان دهنده‌ی تقارن شکسته شده‌ای از طبیعت به نام نقض CP است که برای توضیح اینکه چرا در کیهان مقدار ماده بیشتر از پادماده است ضرورت دارد. اکنون، ادوارد استفنسون Edward Stephenson و همکارانش از دانشگاه ایندیانا، بلومینگتون، با استفاده از پرتوی دوترونیِ چرخنده در حلقه‌ی انبارش مغناطیسی گام مهمی را در جهت تعیین EDM دوترون‌ها برداشته‌اند. آن‌ها توانسته‌اند جهتگیری اسپینی دوترون‌ها را برای مدت زمانی که به اندازه‌ی کافی برای تعیین EDM بزرگ باشد، حفظ کنند.

در آزمایشاتی از این نوع، EDM را می‌توان با اندازه‌گیری مقدار چرخشِ اسپین‌های هم جهتِ اولیه در حین حرکت درون حلقه تعیین کرد. برای اینکه اندازه‌گیری‌ها به اندازه‌ی کافی برای بررسی نقض CP، که در نظریه‌های فراتر از مدل استاندارد پیش‌بینی شده، دقیق باشد لازم است هم‌جهتی اسپین‌ها تا حدود 1000 ثانیه حفظ شود. اما تغییر سرعت ذرات- به علت تغییر مکان یا جهت ذراتِ درون پرتو- منجر به از دست رفتن سریع هم‌جهتی در صفحه‌ی حلقه می‌شود.

استفنسون و همکارانش ترتیبی دادند که هماهنگی دوترون‌ها به اندازه‌ی 1000 ثانیه‌ی مورد نیاز حفظ شود. این زمان سه برابر بیشتر از رکورد قبلی (با استفاده از پرتوی الکترونی) است. این موفقیت از باریک کردن زیاد پرتو به منظور کاهش پخش شدگی مکانی و جهتی و همچنین شکل دهی به میدان مغناطیسی برای اطمینان از آن که همه‌ی مدارهای دوترونی علیرغم جهت‌های متفاوت طول یکسانی داشته باشند، حاصل شده است.

تحقیق مذکور در Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

منبع