Constraining interactions mediated by axion-like particles with ultracold neutrons - IN2P3 - Institut national de physique nucléaire et de physique des particules Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physics Letters B Année : 2015

Constraining interactions mediated by axion-like particles with ultracold neutrons

S. Afach
G. Ban
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 829320
  • IdHAL : gilles-ban
G. Bison
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K. Bodek
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M. Burghoff
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M. Daum
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M. Fertl
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B. Franke
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Z.D. Grujic
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M. Kasprzak
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K. Kirch
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P. Knowles
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H.C. Koch
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S. Komposch
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A. Kozela
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J. Krempel
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B. Lauss
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A. Mtchedlishvili
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F.M. Piegsa
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P.N. Prashanth
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D. Ries
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S. Roccia
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P. Schmidt-Wellenburg
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A. Schnabel
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N. Severijns
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J. Voigt
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A. Weis
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G. Wyszynski
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J. Zejma
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J. Zenner
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G. Zsigmond
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Résumé

We report a new limit on a possible short range spin-dependent interaction from the precise measurement of the ratio of Larmor precession frequencies of stored ultracold neutrons and Hg-199 atoms confined in the same volume. The measurement was performed in a similar to 1 mu T vertical magnetic holding field with the apparatus searching for a permanent electric dipole moment of the neutron at the Paul Scherrer Institute. A possible coupling between freely precessing polarized neutron spins and unpolarized nucleons of the wall material can be investigated by searching for a tiny change of the precession frequencies of neutron and mercury spins. Such a frequency change can be interpreted as a consequence of a short range spin-dependent interaction that could possibly be mediated by axions or axion-like particles. The interaction strength is proportional to the CP violating product of scalar and pseudoscalar coupling constants g(S)g(P). Our result confirms limits from complementary experiments with spin-polarized nuclei in a model-independent way. Limits from other neutron experiments are improved by up to two orders of magnitude in the interaction range of 10(-6) < lambda < 10(-4) m. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier B.V.
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in2p3-01158512 , version 1 (12-06-2015)

Licence

Paternité

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Citer

S. Afach, G. Ban, G. Bison, K. Bodek, M. Burghoff, et al.. Constraining interactions mediated by axion-like particles with ultracold neutrons. Physics Letters B, 2015, 745, pp.58-63. ⟨10.1016/j.physletb.2015.04.024⟩. ⟨in2p3-01158512⟩
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