इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण: Difference between revisions
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इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण {{math|''d''<sub>e</sub>}} | इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण {{math|''d''<sub>e</sub>}} [[इलेक्ट्रॉन]] का आंतरिक गुण है जैसे कि [[संभावित ऊर्जा]] [[विद्युत क्षेत्र]] की ताकत से रैखिक रूप से संबंधित होती है: | ||
:<math>U = \mathbf d_{\rm e} \cdot \mathbf E.</math> | :<math>U = \mathbf d_{\rm e} \cdot \mathbf E.</math> | ||
इलेक्ट्रॉन का [[विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण]] (ईडीएम) इलेक्ट्रॉन के स्पिन चुंबकीय आघूर्ण (स्पिन) की दिशा के अनुरूप होना चाहिए।<ref>{{Cite journal |doi=10.1103/PhysRevLett.109.193003 |pmid=23215379 |title=Limit on the electron electric dipole moment using paramagnetic ferroelectric Eu0.5Ba0.5TiO3 |journal=Physical Review Letters |volume=109 |issue=19 |page=193003 |year=2012 |last1=Eckel |first1=S. |last2=Sushkov |first2=A.O. |last3=Lamoreaux |first3=S.K. |arxiv=1208.4420|bibcode=2012PhRvL.109s3003E |s2cid=35411253 }}</ref> प्राथमिक [[कण भौतिकी]] के [[मानक मॉडल]] के भीतर, इस तरह के द्विध्रुव को गैर-शून्य लेकिन अधिकतम बहुत छोटा होने की भविष्यवाणी की गई है {{nowrap|10<sup>−38</sup> ''e''⋅cm}},<ref name=Pospelov>{{Cite journal |last1=Pospelov |first1=M. |last2=Ritz |first2=A. |doi=10.1016/j.aop.2005.04.002 |title=नई भौतिकी की जांच के रूप में विद्युत द्विध्रुव क्षण|journal=Annals of Physics |volume=318 |issue=1 |pages=119–169 |year=2005 |arxiv=hep-ph/0504231 |bibcode=2005AnPhy.318..119P|s2cid=13827759 }}</ref> जहां ई का मतलब प्राथमिक चार्ज है। काफी बड़े इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव क्षण की खोज से [[समता (भौतिकी)]] और टी-समरूपता दोनों का उल्लंघन होगा।<ref>{{cite book |last1=Khriplovich |first1=I.B. |last2=Lamoreaux |first2=S.K. |year=1997 |title=CP violation without strangeness: Electric dipole moments of particles, atoms, and molecules |publisher=[[Springer-Verlag]]}}</ref><ref>P. R. Bunker and P. Jensen (2005), ''Fundamentals of Molecular Symmetry'' (CRC Press) {{ISBN|0-7503-0941-5}}[https://www.routledge.com/Fundamentals-of-Molecular-Symmetry/Bunker-Jensen/p/book/9780750309417] Chapter 15</ref> | इलेक्ट्रॉन का [[विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण]] (ईडीएम) इलेक्ट्रॉन के स्पिन चुंबकीय आघूर्ण (स्पिन) की दिशा के अनुरूप होना चाहिए।<ref>{{Cite journal |doi=10.1103/PhysRevLett.109.193003 |pmid=23215379 |title=Limit on the electron electric dipole moment using paramagnetic ferroelectric Eu0.5Ba0.5TiO3 |journal=Physical Review Letters |volume=109 |issue=19 |page=193003 |year=2012 |last1=Eckel |first1=S. |last2=Sushkov |first2=A.O. |last3=Lamoreaux |first3=S.K. |arxiv=1208.4420|bibcode=2012PhRvL.109s3003E |s2cid=35411253 }}</ref> प्राथमिक [[कण भौतिकी]] के [[मानक मॉडल]] के भीतर, इस तरह के द्विध्रुव को गैर-शून्य लेकिन अधिकतम बहुत छोटा होने की भविष्यवाणी की गई है {{nowrap|10<sup>−38</sup> ''e''⋅cm}},<ref name=Pospelov>{{Cite journal |last1=Pospelov |first1=M. |last2=Ritz |first2=A. |doi=10.1016/j.aop.2005.04.002 |title=नई भौतिकी की जांच के रूप में विद्युत द्विध्रुव क्षण|journal=Annals of Physics |volume=318 |issue=1 |pages=119–169 |year=2005 |arxiv=hep-ph/0504231 |bibcode=2005AnPhy.318..119P|s2cid=13827759 }}</ref> जहां ई का मतलब प्राथमिक चार्ज है। काफी बड़े इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव क्षण की खोज से [[समता (भौतिकी)]] और टी-समरूपता दोनों का उल्लंघन होगा।<ref>{{cite book |last1=Khriplovich |first1=I.B. |last2=Lamoreaux |first2=S.K. |year=1997 |title=CP violation without strangeness: Electric dipole moments of particles, atoms, and molecules |publisher=[[Springer-Verlag]]}}</ref><ref>P. R. Bunker and P. Jensen (2005), ''Fundamentals of Molecular Symmetry'' (CRC Press) {{ISBN|0-7503-0941-5}}[https://www.routledge.com/Fundamentals-of-Molecular-Symmetry/Bunker-Jensen/p/book/9780750309417] Chapter 15</ref> | ||
==मानक मॉडल और एक्सटेंशन के लिए निहितार्थ== | ==मानक मॉडल और एक्सटेंशन के लिए निहितार्थ== | ||
मानक मॉडल में, इलेक्ट्रॉन ईडीएम [[सीपी उल्लंघन]]|[[सीकेएम मैट्रिक्स]] के सीपी-उल्लंघन घटकों से उत्पन्न होता है। क्षण बहुत छोटा है क्योंकि सीपी उल्लंघन में क्वार्क शामिल होते हैं, सीधे इलेक्ट्रॉन नहीं, इसलिए यह केवल क्वांटम प्रक्रियाओं से उत्पन्न हो सकता है जहां [[आभासी कण]] क्वार्क बनते हैं, इलेक्ट्रॉन के साथ बातचीत करते हैं, और फिर नष्ट हो जाते हैं।<ref name=Pospelov/>{{efn|More precisely, a non-zero EDM does not arise until the level of four-loop [[Feynman diagram]]s and higher.<ref name=Pospelov/>}} | मानक मॉडल में, इलेक्ट्रॉन ईडीएम [[सीपी उल्लंघन]]|[[सीकेएम मैट्रिक्स]] के सीपी-उल्लंघन घटकों से उत्पन्न होता है। क्षण बहुत छोटा है क्योंकि सीपी उल्लंघन में क्वार्क शामिल होते हैं, सीधे इलेक्ट्रॉन नहीं, इसलिए यह केवल क्वांटम प्रक्रियाओं से उत्पन्न हो सकता है जहां [[आभासी कण]] क्वार्क बनते हैं, इलेक्ट्रॉन के साथ बातचीत करते हैं, और फिर नष्ट हो जाते हैं।<ref name=Pospelov/>{{efn|More precisely, a non-zero EDM does not arise until the level of four-loop [[Feynman diagram]]s and higher.<ref name=Pospelov/>}} | ||
यदि न्यूट्रिनो [[मेजराना कण]] हैं, तो | यदि न्यूट्रिनो [[मेजराना कण]] हैं, तो बड़ा ईडीएम (चारों ओर) होता है {{val|e=-33|u=''e''⋅cm}}) मानक मॉडल में संभव है।<ref name=Pospelov/> | ||
पिछले दो दशकों में मानक मॉडल के कई विस्तार प्रस्तावित किए गए हैं। ये एक्सटेंशन आम तौर पर इलेक्ट्रॉन ईडीएम के लिए बड़े मूल्यों की भविष्यवाणी करते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न [[टेक्नीकलर मॉडल]] भविष्यवाणी करते हैं {{abs|'''d'''<sub>e</sub>}} जो 10 से लेकर है<sup>−27</sup>से 10<sup>−29</sup>e⋅cm.{{Citation needed|date=October 2008}} कुछ [[ अति सममित ]] मॉडल इसकी भविष्यवाणी करते हैं {{nowrap|{{abs|'''d'''<sub>e</sub>}} > 10<sup>−26</sup> ''e''⋅cm}}<ref>{{cite journal |last1=Arnowitt |first1=R. |last2=Dutta |first2=B. |last3=Santoso |first3=Y. |year=2001 |title=सुपरसिमेट्रिक चरण, इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव क्षण और म्यूऑन चुंबकीय क्षण|journal=[[Physical Review D]] |volume=64 |issue=11 |page=113010 |doi=10.1103/PhysRevD.64.113010 |arxiv=hep-ph/0106089 |bibcode=2001PhRvD..64k3010A|s2cid=17341766 }}</ref> लेकिन कुछ अन्य पैरामीटर विकल्प या अन्य सुपरसिमेट्रिक मॉडल छोटे अनुमानित मानों की ओर ले जाते हैं। इसलिए वर्तमान प्रयोगात्मक सीमा इनमें से कुछ टेक्नीकलर/सुपरसिमेट्रिक सिद्धांतों को समाप्त कर देती है, लेकिन सभी को नहीं। आगे सुधार, या सकारात्मक परिणाम,<ref name="web2.ph.utexas.edu">{{Cite web |title=अल्ट्राकोल्ड परमाणु भौतिकी समूह|url=https://web2.ph.utexas.edu/~coldatom/EDM.html |department=Physics |website=U. Texas |access-date=2015-11-13 |df=dmy-all}}</ref> किस सिद्धांत को प्राथमिकता दी जाएगी, इस पर और सीमाएं लगाई जाएंगी। | पिछले दो दशकों में मानक मॉडल के कई विस्तार प्रस्तावित किए गए हैं। ये एक्सटेंशन आम तौर पर इलेक्ट्रॉन ईडीएम के लिए बड़े मूल्यों की भविष्यवाणी करते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न [[टेक्नीकलर मॉडल]] भविष्यवाणी करते हैं {{abs|'''d'''<sub>e</sub>}} जो 10 से लेकर है<sup>−27</sup>से 10<sup>−29</sup>e⋅cm.{{Citation needed|date=October 2008}} कुछ [[ अति सममित |अति सममित]] मॉडल इसकी भविष्यवाणी करते हैं {{nowrap|{{abs|'''d'''<sub>e</sub>}} > 10<sup>−26</sup> ''e''⋅cm}}<ref>{{cite journal |last1=Arnowitt |first1=R. |last2=Dutta |first2=B. |last3=Santoso |first3=Y. |year=2001 |title=सुपरसिमेट्रिक चरण, इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव क्षण और म्यूऑन चुंबकीय क्षण|journal=[[Physical Review D]] |volume=64 |issue=11 |page=113010 |doi=10.1103/PhysRevD.64.113010 |arxiv=hep-ph/0106089 |bibcode=2001PhRvD..64k3010A|s2cid=17341766 }}</ref> लेकिन कुछ अन्य पैरामीटर विकल्प या अन्य सुपरसिमेट्रिक मॉडल छोटे अनुमानित मानों की ओर ले जाते हैं। इसलिए वर्तमान प्रयोगात्मक सीमा इनमें से कुछ टेक्नीकलर/सुपरसिमेट्रिक सिद्धांतों को समाप्त कर देती है, लेकिन सभी को नहीं। आगे सुधार, या सकारात्मक परिणाम,<ref name="web2.ph.utexas.edu">{{Cite web |title=अल्ट्राकोल्ड परमाणु भौतिकी समूह|url=https://web2.ph.utexas.edu/~coldatom/EDM.html |department=Physics |website=U. Texas |access-date=2015-11-13 |df=dmy-all}}</ref> किस सिद्धांत को प्राथमिकता दी जाएगी, इस पर और सीमाएं लगाई जाएंगी। | ||
[[File:Electron EDM limits.png|thumb|लेप्टोनिक प्रणालियों में इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण माप का रिकॉर्ड।]] | [[File:Electron EDM limits.png|thumb|लेप्टोनिक प्रणालियों में इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण माप का रिकॉर्ड।]] | ||
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== प्रायोगिक माप == | == प्रायोगिक माप == | ||
इलेक्ट्रॉन ईडीएम आमतौर पर मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर नहीं मापा जाता है, बल्कि परमाणुओं और अणुओं के अंदर बंधे, अयुग्मित [[ रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन ]]ों पर मापा जाता है। इनमें इनका असर देखने को मिल सकता है <math>U = \mathbf d_{\rm e} \cdot \mathbf E</math> [[वर्णक्रमीय रेखा]]ओं में मामूली बदलाव के रूप में। के प्रति संवेदनशीलता <math>\mathbf d_{\rm e}</math> परमाणु आवेश के घन के साथ लगभग तराजू।<ref>{{cite arXiv |last1=Alarcon |first1=Ricardo |last2=Alexander |first2=Jim |last3=Anastassopoulos |first3=Vassilis |last4=Aoki |first4=Takatoshi |last5=Baartman |first5=Rick |last6=Baeßler |first6=Stefan |last7=Bartoszek |first7=Larry |last8=Beck |first8=Douglas H. |last9=Bedeschi |first9=Franco |last10=Berger |first10=Robert |last11=Berz |first11=Martin |last12=Bethlem |first12=Hendrick L. |last13=Bhattacharya |first13=Tanmoy |last14=Blaskiewicz |first14=Michael |last15=Blum |first15=Thomas |date=2022-04-04 |title=विद्युत द्विध्रुव क्षण और नई भौतिकी की खोज|class=hep-ph |eprint=2203.08103 }}</ref> इस कारण से, इलेक्ट्रॉन ईडीएम खोज लगभग हमेशा भारी तत्वों वाले सिस्टम पर की जाती है। | इलेक्ट्रॉन ईडीएम आमतौर पर मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर नहीं मापा जाता है, बल्कि परमाणुओं और अणुओं के अंदर बंधे, अयुग्मित [[ रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन |रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन]] ों पर मापा जाता है। इनमें इनका असर देखने को मिल सकता है <math>U = \mathbf d_{\rm e} \cdot \mathbf E</math> [[वर्णक्रमीय रेखा]]ओं में मामूली बदलाव के रूप में। के प्रति संवेदनशीलता <math>\mathbf d_{\rm e}</math> परमाणु आवेश के घन के साथ लगभग तराजू।<ref>{{cite arXiv |last1=Alarcon |first1=Ricardo |last2=Alexander |first2=Jim |last3=Anastassopoulos |first3=Vassilis |last4=Aoki |first4=Takatoshi |last5=Baartman |first5=Rick |last6=Baeßler |first6=Stefan |last7=Bartoszek |first7=Larry |last8=Beck |first8=Douglas H. |last9=Bedeschi |first9=Franco |last10=Berger |first10=Robert |last11=Berz |first11=Martin |last12=Bethlem |first12=Hendrick L. |last13=Bhattacharya |first13=Tanmoy |last14=Blaskiewicz |first14=Michael |last15=Blum |first15=Thomas |date=2022-04-04 |title=विद्युत द्विध्रुव क्षण और नई भौतिकी की खोज|class=hep-ph |eprint=2203.08103 }}</ref> इस कारण से, इलेक्ट्रॉन ईडीएम खोज लगभग हमेशा भारी तत्वों वाले सिस्टम पर की जाती है। | ||
आज तक, किसी भी प्रयोग में गैर-शून्य इलेक्ट्रॉन ईडीएम नहीं मिला है। 2020 तक [[कण डेटा समूह]] अपना मूल्य इस प्रकार प्रकाशित करता है {{nowrap|{{abs|'''d'''<sub>e</sub>}} < {{val|0.11|e=-28|u=''e''⋅cm}}}}.<ref>{{cite web |url=https://pdg.lbl.gov/2020/tables/rpp2020-sum-leptons.pdf |title=इलेक्ट्रॉन सूचीकरण|department=Particle Data Group |website=Lawrence Berkeley Laboratory |year=2020}}</ref> यहां 2000 के बाद प्रकाशित परिणामों के साथ कुछ इलेक्ट्रॉन ईडीएम प्रयोगों की सूची दी गई है: | आज तक, किसी भी प्रयोग में गैर-शून्य इलेक्ट्रॉन ईडीएम नहीं मिला है। 2020 तक [[कण डेटा समूह]] अपना मूल्य इस प्रकार प्रकाशित करता है {{nowrap|{{abs|'''d'''<sub>e</sub>}} < {{val|0.11|e=-28|u=''e''⋅cm}}}}.<ref>{{cite web |url=https://pdg.lbl.gov/2020/tables/rpp2020-sum-leptons.pdf |title=इलेक्ट्रॉन सूचीकरण|department=Particle Data Group |website=Lawrence Berkeley Laboratory |year=2020}}</ref> यहां 2000 के बाद प्रकाशित परिणामों के साथ कुछ इलेक्ट्रॉन ईडीएम प्रयोगों की सूची दी गई है: | ||
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ACME सहयोग, 2020 तक, ACME प्रयोग श्रृंखला का एक और संस्करण विकसित कर रहा है। नवीनतम प्रयोग को उन्नत एसीएमई या एसीएमई III कहा जाता है और इसका लक्ष्य इलेक्ट्रॉन ईडीएम पर सीमा को परिमाण के एक से दो आदेशों तक सुधारना है।<ref>{{Cite web|url=http://doylegroup.harvard.edu/edm/index.html|title = ACME Electron EDM}}</ref><ref>{{Cite journal |last=Ang |first=D. G. |last2=Meisenhelder |first2=C. |last3=Panda |first3=C. D. |last4=Wu |first4=X. |last5=DeMille |first5=D. |last6=Doyle |first6=J. M. |last7=Gabrielse |first7=G. |date=2022-08-15 |title=Measurement of the $H^3\Delta_1$ radiative lifetime in ThO |url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.106.022808 |journal=Physical Review A |volume=106 |issue=2 |pages=022808 |doi=10.1103/PhysRevA.106.022808|arxiv=2204.05904 }}</ref> | ACME सहयोग, 2020 तक, ACME प्रयोग श्रृंखला का एक और संस्करण विकसित कर रहा है। नवीनतम प्रयोग को उन्नत एसीएमई या एसीएमई III कहा जाता है और इसका लक्ष्य इलेक्ट्रॉन ईडीएम पर सीमा को परिमाण के एक से दो आदेशों तक सुधारना है।<ref>{{Cite web|url=http://doylegroup.harvard.edu/edm/index.html|title = ACME Electron EDM}}</ref><ref>{{Cite journal |last=Ang |first=D. G. |last2=Meisenhelder |first2=C. |last3=Panda |first3=C. D. |last4=Wu |first4=X. |last5=DeMille |first5=D. |last6=Doyle |first6=J. M. |last7=Gabrielse |first7=G. |date=2022-08-15 |title=Measurement of the $H^3\Delta_1$ radiative lifetime in ThO |url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.106.022808 |journal=Physical Review A |volume=106 |issue=2 |pages=022808 |doi=10.1103/PhysRevA.106.022808|arxiv=2204.05904 }}</ref> | ||
=== भविष्य में प्रस्तावित प्रयोग === | === भविष्य में प्रस्तावित प्रयोग === | ||
उपरोक्त समूहों के अलावा, इलेक्ट्रॉन ईडीएम प्रयोग निम्नलिखित समूहों द्वारा अपनाए या प्रस्तावित किए जा रहे हैं: | उपरोक्त समूहों के अलावा, इलेक्ट्रॉन ईडीएम प्रयोग निम्नलिखित समूहों द्वारा अपनाए या प्रस्तावित किए जा रहे हैं: | ||
* [[ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय]]: [[बेरियम फ्लोराइड]] [[आणविक किरण]]<ref>{{Cite journal |arxiv=1804.10012 |doi=10.1140/epjd/e2018-90192-9 |title=BaF में इलेक्ट्रॉन के विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण को मापना|journal=The European Physical Journal D |volume=72 |issue=11 |year=2018 |last1=Aggarwal |first1=Parul |last2=Bethlem |first2=Hendrick L. |last3=Borschevsky |first3=Anastasia |last4=Denis |first4=Malika|last5=Esajas |first5=Kevin |last6=Haase |first6=Pi A.B. |last7=Hao |first7=Yongliang |last8=Hoekstra |first8=Steven |last9=Jungmann |first9 = Klaus |last10=Meijknecht |first10=Thomas B. |last11=Mooij |first11=Maarten C. |last12=Timmermans |first12=Rob G.E. |last13=Ubachs |first13=Wim |last14=Willmann |first14=Lorenz |last15=Zapara |first15=Artem|s2cid=96439955 }}</ref> | * [[ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय]]: [[बेरियम फ्लोराइड]] [[आणविक किरण]]<ref>{{Cite journal |arxiv=1804.10012 |doi=10.1140/epjd/e2018-90192-9 |title=BaF में इलेक्ट्रॉन के विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण को मापना|journal=The European Physical Journal D |volume=72 |issue=11 |year=2018 |last1=Aggarwal |first1=Parul |last2=Bethlem |first2=Hendrick L. |last3=Borschevsky |first3=Anastasia |last4=Denis |first4=Malika|last5=Esajas |first5=Kevin |last6=Haase |first6=Pi A.B. |last7=Hao |first7=Yongliang |last8=Hoekstra |first8=Steven |last9=Jungmann |first9 = Klaus |last10=Meijknecht |first10=Thomas B. |last11=Mooij |first11=Maarten C. |last12=Timmermans |first12=Rob G.E. |last13=Ubachs |first13=Wim |last14=Willmann |first14=Lorenz |last15=Zapara |first15=Artem|s2cid=96439955 }}</ref> | ||
* [[जॉन डॉयल (भौतिक विज्ञानी)]] (हार्वर्ड विश्वविद्यालय), [[ निकोलस हत्ज़लर ]] ([[कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान]]), और [[टिमोथी स्टीमल]] ([[एरिजोना राज्य विश्वविद्यालय]]): YbOH [[चुंबकीय जाल (परमाणु)]]<ref>{{Cite journal |last1=Kozyryev |first1=Ivan |last2=Hutzler |first2=Nicholas R. |date=2017-09-28 |title=लेजर-कूल्ड पॉलीएटोमिक अणुओं के साथ समय-उत्क्रमण समरूपता उल्लंघन का सटीक माप|journal=Physical Review Letters |volume=119 |issue=13 |pages=133002 |doi=10.1103/PhysRevLett.119.133002 |pmid=29341669 |arxiv=1705.11020 |bibcode=2017PhRvL.119m3002K |s2cid=33254969 }}</ref> | * [[जॉन डॉयल (भौतिक विज्ञानी)]] (हार्वर्ड विश्वविद्यालय), [[ निकोलस हत्ज़लर |निकोलस हत्ज़लर]] ([[कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान]]), और [[टिमोथी स्टीमल]] ([[एरिजोना राज्य विश्वविद्यालय]]): YbOH [[चुंबकीय जाल (परमाणु)]]<ref>{{Cite journal |last1=Kozyryev |first1=Ivan |last2=Hutzler |first2=Nicholas R. |date=2017-09-28 |title=लेजर-कूल्ड पॉलीएटोमिक अणुओं के साथ समय-उत्क्रमण समरूपता उल्लंघन का सटीक माप|journal=Physical Review Letters |volume=119 |issue=13 |pages=133002 |doi=10.1103/PhysRevLett.119.133002 |pmid=29341669 |arxiv=1705.11020 |bibcode=2017PhRvL.119m3002K |s2cid=33254969 }}</ref> | ||
* EDMcubed सहयोग, [[ मेरा भूत ]] (टोरंटो विश्वविद्यालय), [[एरिक हेसल्स]] ([[यॉर्क विश्वविद्यालय]]): | * EDMcubed सहयोग, [[ मेरा भूत |मेरा भूत]] (टोरंटो विश्वविद्यालय), [[एरिक हेसल्स]] ([[यॉर्क विश्वविद्यालय]]): अक्रिय गैस मैट्रिक्स में उन्मुख ध्रुवीय अणु<ref>{{Cite journal |last1=Vutha |first1=A.C. |last2=Horbatsch |first2=M. |last3=Hessels |first3=E.A. |date=2018-01-05 |title=Oriented polar molecules in a solid inert-gas matrix: A proposed method for measuring the electric dipole moment of the electron |journal=Atoms |language=en |volume=6 |issue=1 |pages=3 |arxiv=1710.08785 |bibcode=2018Atoms...6....3V |doi=10.3390/atoms6010003 |s2cid=3349485 |doi-access=free }}</ref><ref>{{Cite web |title=ईडीएमक्यूब्ड|url=https://www.yorku.ca/edmcubed/ |access-date=2023-10-31 |website=www.yorku.ca}}</ref> | ||
* डेविड वीस (भौतिक विज्ञानी) ([[पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी]]): [[सीज़ियम]] और [[ रूबिडीयाम ]] परमाणु | * डेविड वीस (भौतिक विज्ञानी) ([[पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी]]): [[सीज़ियम]] और [[ रूबिडीयाम |रूबिडीयाम]] परमाणु [[ऑप्टिकल जाली]] के अंदर फंसे हुए हैं<ref>{{Cite web |title=ऑप्टिकल लैटिस ट्रैप में सीएस और आरबी का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन ईडीएम खोजें|url=https://pennstate.pure.elsevier.com/en/projects/search-for-the-electron-edm-using-cs-and-rb-in-optical-lattice-tr |access-date=2022-09-09 |website=Penn State |language=en}}</ref> | ||
* [[ विजयोल्लास ]]: [[ लेजर शीतलन ]] [[ फ्रैनशियम ]] का फव्वारा<ref>{{Cite web |title=Report Summary {{!}} TRIUMF : Canada's National Laboratory for Particle and Nuclear Physics |url=https://mis.triumf.ca/science/experiment/view/S1324LOI |access-date=2022-09-09 |website=mis.triumf.ca}}</ref> | * [[ विजयोल्लास ]]: [[ लेजर शीतलन |लेजर शीतलन]] [[ फ्रैनशियम |फ्रैनशियम]] का फव्वारा<ref>{{Cite web |title=Report Summary {{!}} TRIUMF : Canada's National Laboratory for Particle and Nuclear Physics |url=https://mis.triumf.ca/science/experiment/view/S1324LOI |access-date=2022-09-09 |website=mis.triumf.ca}}</ref> | ||
* [[ईडीएमएमए सहयोग]]: | * [[ईडीएमएमए सहयोग]]: अक्रिय गैस मैट्रिक्स में सीएस<ref>{{Cite web |title=Moment dipolaire électrique des électrons à l'aide de Cs en matrice cryogénique - LAC |url=http://www.lac.universite-paris-saclay.fr/?emploi=moment-dipolaire-electrique-des-electrons-a-laide-de-cs-en-matrice-cryogenique |access-date=2022-09-09 |website=www.lac.universite-paris-saclay.fr}}</ref> | ||
==यह भी देखें== | ==यह भी देखें== | ||
* [[न्यूट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण]] | * [[न्यूट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण]] |
Revision as of 10:02, 1 December 2023
इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण de इलेक्ट्रॉन का आंतरिक गुण है जैसे कि संभावित ऊर्जा विद्युत क्षेत्र की ताकत से रैखिक रूप से संबंधित होती है:
इलेक्ट्रॉन का विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण (ईडीएम) इलेक्ट्रॉन के स्पिन चुंबकीय आघूर्ण (स्पिन) की दिशा के अनुरूप होना चाहिए।[1] प्राथमिक कण भौतिकी के मानक मॉडल के भीतर, इस तरह के द्विध्रुव को गैर-शून्य लेकिन अधिकतम बहुत छोटा होने की भविष्यवाणी की गई है 10−38 e⋅cm,[2] जहां ई का मतलब प्राथमिक चार्ज है। काफी बड़े इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुव क्षण की खोज से समता (भौतिकी) और टी-समरूपता दोनों का उल्लंघन होगा।[3][4]
मानक मॉडल और एक्सटेंशन के लिए निहितार्थ
मानक मॉडल में, इलेक्ट्रॉन ईडीएम सीपी उल्लंघन|सीकेएम मैट्रिक्स के सीपी-उल्लंघन घटकों से उत्पन्न होता है। क्षण बहुत छोटा है क्योंकि सीपी उल्लंघन में क्वार्क शामिल होते हैं, सीधे इलेक्ट्रॉन नहीं, इसलिए यह केवल क्वांटम प्रक्रियाओं से उत्पन्न हो सकता है जहां आभासी कण क्वार्क बनते हैं, इलेक्ट्रॉन के साथ बातचीत करते हैं, और फिर नष्ट हो जाते हैं।[2][lower-alpha 1]
यदि न्यूट्रिनो मेजराना कण हैं, तो बड़ा ईडीएम (चारों ओर) होता है 10−33 e⋅cm) मानक मॉडल में संभव है।[2]
पिछले दो दशकों में मानक मॉडल के कई विस्तार प्रस्तावित किए गए हैं। ये एक्सटेंशन आम तौर पर इलेक्ट्रॉन ईडीएम के लिए बड़े मूल्यों की भविष्यवाणी करते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न टेक्नीकलर मॉडल भविष्यवाणी करते हैं |de| जो 10 से लेकर है−27से 10−29e⋅cm.[citation needed] कुछ अति सममित मॉडल इसकी भविष्यवाणी करते हैं |de| > 10−26 e⋅cm[5] लेकिन कुछ अन्य पैरामीटर विकल्प या अन्य सुपरसिमेट्रिक मॉडल छोटे अनुमानित मानों की ओर ले जाते हैं। इसलिए वर्तमान प्रयोगात्मक सीमा इनमें से कुछ टेक्नीकलर/सुपरसिमेट्रिक सिद्धांतों को समाप्त कर देती है, लेकिन सभी को नहीं। आगे सुधार, या सकारात्मक परिणाम,[6] किस सिद्धांत को प्राथमिकता दी जाएगी, इस पर और सीमाएं लगाई जाएंगी।
औपचारिक परिभाषा
चूँकि इलेक्ट्रॉन पर शुद्ध आवेश होता है, इसलिए उसके विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण की परिभाषा अस्पष्ट होती है
बिंदु पर निर्भर करता है जिसके बारे में प्रभार वितरण का क्षण लिया जाता है। अगर हमें चुनना होता फिर, प्रभार का केंद्र होना समान रूप से शून्य होगा. अधिक दिलचस्प विकल्प लेना होगा इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान के केंद्र का मूल्यांकन उस फ्रेम में किया जाता है जिसमें इलेक्ट्रॉन आराम की स्थिति में होता है।
हालाँकि, आवेश और द्रव्यमान के केंद्र जैसी शास्त्रीय धारणाएँ क्वांटम प्राथमिक कण के लिए सटीक बनाना कठिन हैं। व्यवहार में प्रयोगवादियों द्वारा उपयोग की जाने वाली परिभाषा फॉर्म फ़ैक्टर (क्वांटम फ़ील्ड सिद्धांत) से आती है मैट्रिक्स तत्व में दिखाई दे रहा है[7] : लोरेंत्ज़ अपरिवर्तनीय चरण स्थान सामान्यीकरण के साथ दो ऑन-शेल राज्यों के बीच विद्युत चुम्बकीय वर्तमान ऑपरेटर का
- यहाँ और डिराक समीकरण के 4-स्पिनर समाधान सामान्यीकृत हैं ताकि , और धारा से इलेक्ट्रॉन में संवेग स्थानांतरण है। h> फॉर्म फ़ैक्टर इलेक्ट्रॉन का आवेश है, इलेक्ट्रॉन चुंबकीय क्षण है, और इलेक्ट्रॉन के विद्युत द्विध्रुव क्षण की औपचारिक परिभाषा प्रदान करता है।
शेष फॉर्म फैक्टर यदि शून्येतर हो, तो एनापोल क्षण होगा।
प्रायोगिक माप
इलेक्ट्रॉन ईडीएम आमतौर पर मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर नहीं मापा जाता है, बल्कि परमाणुओं और अणुओं के अंदर बंधे, अयुग्मित रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन ों पर मापा जाता है। इनमें इनका असर देखने को मिल सकता है वर्णक्रमीय रेखाओं में मामूली बदलाव के रूप में। के प्रति संवेदनशीलता परमाणु आवेश के घन के साथ लगभग तराजू।[8] इस कारण से, इलेक्ट्रॉन ईडीएम खोज लगभग हमेशा भारी तत्वों वाले सिस्टम पर की जाती है।
आज तक, किसी भी प्रयोग में गैर-शून्य इलेक्ट्रॉन ईडीएम नहीं मिला है। 2020 तक कण डेटा समूह अपना मूल्य इस प्रकार प्रकाशित करता है |de| < 0.11×10−28 e⋅cm.[9] यहां 2000 के बाद प्रकाशित परिणामों के साथ कुछ इलेक्ट्रॉन ईडीएम प्रयोगों की सूची दी गई है:
Year | Location | Principal Investigators | Method | Species | Experimental upper limit on |de| |
---|---|---|---|---|---|
2002 | University of California, Berkeley | Eugene Commins, David DeMille | Atomic beam | Tl | 1.6×10−27 e⋅cm[10] |
2011 | Imperial College London | Edward Hinds, Ben Sauer | Molecular beam | YbF | 1.1×10−27 e⋅cm[11] |
2014 | Harvard-Yale (ACME I experiment) |
David DeMille, John Doyle, Gerald Gabrielse | Molecular beam | ThO | 8.7×10−29 e⋅cm[12] |
2017 | JILA | Eric Cornell, Jun Ye | Ion trap | HfF+ | 1.3×10−28 e⋅cm[13] |
2018 | Harvard-Yale (ACME II experiment) |
David DeMille, John Doyle, Gerald Gabrielse | Molecular beam | ThO | 1.1×10−29 e⋅cm[14] |
2022 | JILA | Eric Cornell, Jun Ye | Ion trap | HfF+ | 4.1×10−30 e⋅cm[15] [16] |
ACME सहयोग, 2020 तक, ACME प्रयोग श्रृंखला का एक और संस्करण विकसित कर रहा है। नवीनतम प्रयोग को उन्नत एसीएमई या एसीएमई III कहा जाता है और इसका लक्ष्य इलेक्ट्रॉन ईडीएम पर सीमा को परिमाण के एक से दो आदेशों तक सुधारना है।[17][18]
भविष्य में प्रस्तावित प्रयोग
उपरोक्त समूहों के अलावा, इलेक्ट्रॉन ईडीएम प्रयोग निम्नलिखित समूहों द्वारा अपनाए या प्रस्तावित किए जा रहे हैं:
- ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय: बेरियम फ्लोराइड आणविक किरण[19]
- जॉन डॉयल (भौतिक विज्ञानी) (हार्वर्ड विश्वविद्यालय), निकोलस हत्ज़लर (कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान), और टिमोथी स्टीमल (एरिजोना राज्य विश्वविद्यालय): YbOH चुंबकीय जाल (परमाणु)[20]
- EDMcubed सहयोग, मेरा भूत (टोरंटो विश्वविद्यालय), एरिक हेसल्स (यॉर्क विश्वविद्यालय): अक्रिय गैस मैट्रिक्स में उन्मुख ध्रुवीय अणु[21][22]
- डेविड वीस (भौतिक विज्ञानी) (पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी): सीज़ियम और रूबिडीयाम परमाणु ऑप्टिकल जाली के अंदर फंसे हुए हैं[23]
- विजयोल्लास : लेजर शीतलन फ्रैनशियम का फव्वारा[24]
- ईडीएमएमए सहयोग: अक्रिय गैस मैट्रिक्स में सीएस[25]
यह भी देखें
- न्यूट्रॉन विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण
- इलेक्ट्रॉन चुंबकीय क्षण
- विसंगतिपूर्ण विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण
- विषम चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण
- विद्युत द्विध्रुव स्पिन अनुनाद
- Parity (physics) § Parity violation
- सीपी उल्लंघन
- चार्ज संयुग्मन
- टी-समरूपता
फ़ुटनोट
- ↑ More precisely, a non-zero EDM does not arise until the level of four-loop Feynman diagrams and higher.[2]
संदर्भ
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