WORLD NEWS
Rối lượng tử siết giới hạn EDM của hạt Lambda khoảng 1.000 lần
Nhóm hợp tác BESIII dùng cặp hyperon Lambda–phản Lambda rối lượng tử để tăng độ nhạy với mômen lưỡng cực điện khoảng 1.000 lần so với phép đo trực tiếp trước. Kết quả đăng trên Science ngày 3/9 đạt mức 10⁻¹⁹ e·cm.
Không có bằng chứng cho giá trị khác không. Công trình chưa giải thích vì sao vật chất nhiều hơn phản vật chất và chưa phát hiện vật lý ngoài Mô hình Chuẩn; nó thu hẹp mạnh khoảng mà hiệu ứng ấy có thể ẩn.
Đã đo điều gì?
Mômen lưỡng cực điện mô tả sự lệch giữa phân bố điện tích dương và âm trong hạt. Giá trị thường trực khác không theo hướng spin sẽ phá đối xứng đảo thời gian và, với giả định CPT thông thường, hàm ý phá đối xứng CP. Lambda chứa quark up, down và strange nên bổ sung góc nhìn khác với neutron, nguyên tử và phân tử.
Đo hạt sống rất ngắn thế nào?
Lambda phân rã quá nhanh để theo dõi lâu chuyển động tiến động spin trong trường ngoài. Tại máy va chạm electron–positron Bắc Kinh II, nhóm chọn khoảng ba triệu phân rã J/ψ thành Lambda–phản Lambda. Spin của chúng rối với nhau và phân bố góc của proton, phản proton cùng pion giữ thông tin tương quan. Phép khớp nhiều chiều tìm bất đối xứng rất nhỏ.
Khoảng 1.000 lần nghĩa là gì?
Không phải lưỡng cực của hạt tăng 1.000 lần. Độ nhạy nay phân biệt được giá trị nhỏ hơn khoảng ba bậc độ lớn so với phép đo trực tiếp tại Fermilab thập niên 1980. Dù đạt mức 10⁻¹⁹ e·cm, kết quả vẫn phù hợp thống kê với số không. Đây là giới hạn chặt hơn, không phải phát hiện.
Vì sao rối lượng tử quan trọng?
Thông tin spin khó lấy từ một hạt phân rã nhanh có thể suy ra từ tương quan với phản hạt. Nhờ vậy không cần theo dõi tiến động lâu và rối lượng tử trở thành công cụ đo chính xác. Chiến lược có thể mở rộng sang hyperon Sigma và Xi.
Còn điều gì chưa biết?
Kết quả chưa chọn được nguồn gốc mất cân bằng vật chất–phản vật chất của vũ trụ. Cần mẫu lớn hơn, kiểm soát chặt hơn mô hình góc và máy dò, cùng so sánh với EDM ở hệ khác. Bước tiếp theo là các nghiên cứu trích dẫn bài Science và phân tích BESIII với dữ liệu lớn hơn, nhiều hyperon hơn.