Search for a New Internucleon Interaction Using Neutron Powder Diffraction

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The application of neutron powder diffraction to search for a new internucleon Yukawa-like interaction is considered. The essence of the method is in the investigation of dependency of the neutron scattering amplitude on the momentum transfer. The possible contributions to the scattering amplitude and to the integrated intensity of diffraction maxima were analyzed. The neutron diffraction experiment with silicon powder at D20 diffractometer of the ILL reactor (Grenoble, France) was performed. From the data obtained constraints on the coupling constant of the considered interaction were made. It is shown that in the interaction radius range of λ = 10–13–10—11 m they improve the values already existing in the literature. The result obtained is limited by imperfections of the experimental setup. Eliminating the instrumental contribution may allow increasing the sensitivity of the method by at least an order of magnitude.

About the authors

V. V. Voronin

Petersburg Nuclear Physics Institute, National Research Center “Kurchatov Institute”; St. Petersburg State University

Email: shapirod@mail.ru
188300, Gatchina, Russia; 199034, St. Petersburg, Russia

D. D. Shapiro

Petersburg Nuclear Physics Institute, National Research Center “Kurchatov Institute”; St. Petersburg State University

Email: shapirod@mail.ru
188300, Gatchina, Russia; 199034, St. Petersburg, Russia

S. Yu. Semenikhin

Petersburg Nuclear Physics Institute, National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: shapirod@mail.ru
188300, Gatchina, Russia

T. S. Khansen

Institut Laue-Langevin

Author for correspondence.
Email: shapirod@mail.ru
38042, Grenoble, France

References

  1. G. Bertone, D. Hooper, and J. Silk, Phys. Rep. 405, 279 (2005).
  2. J. A. Frieman, M. S. Turner, and D. Huterer, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 46, 385 (2008).
  3. M. Shifman, A. Vainshtein, and V. Zakharov, Nucl. Phys. B 166, 493 (1980).
  4. А. Д. Сахаров, Письма в ЖЭТФ 5, 32 (1967).
  5. N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos, and G. Dvali, Phys. Lett. B 429, 263 (1998).
  6. B. Abi, T. Albahri, S. Al-Kilani et al., Phys. Rev. Lett. 126, 141801 (2021).
  7. C. E. Carlson, Prog. Part. Nucl. Phys. 82, 59 (2015).
  8. D. S. Firak, A. J. Krasznahorkay, M. Csatl'os et al., EPJ Web Conf. 232, 04005 (2020).
  9. D.V. Kirpichnikov, V. E. Lyubovitskij, and A. S. Zhevlakov, Phys. Rev. D 102, 095024 (2020).
  10. J. Murata and S. Tanaka, Class. Quantum Grav. 32, 033001 (2015).
  11. M. S. Safronova, D. Budker, D. DeMille et al., Rev. Mod. Phys. 90, 025008 (2018).
  12. S. Sponar, R. Sedmik, M. Pitschmann et al., Nat. Rev. Phys. 3, 309 (2021).
  13. B. A. Dobrescu and I. Mocioiu, J. High Energy Phys. 11, 005 (2006).
  14. P. Fadeev, Y. V. Stadnik, F. Ficek et al., Phys. Rev. A 99, 022113 (2019).
  15. W. M. Snow, C. Haddock and B. Heacock, Symmetry 2022, 14, 10 (2022).
  16. Y. J. Chen, W. K. Tham, D. E. Krause et al., Phys. Rev. Lett. 116, 221102 (2016).
  17. C. Delaunay, C. Frugiuele, E. Fuchs et al., Phys. Rev. D 96, 115002 (2017).
  18. A. Fajar and H. Mugirahardjo, Atom Indonesia 36, 1 (2010).
  19. V. K. Pecharsky, Fundamentals of Powder Di raction and Structural Characterization of Materials, Springer Science+Business Media, Inc. (2003).
  20. V. F. Sears, Phys. Rep. 141, 281 (1986).
  21. T. M. Sabine, Aust. J. Phys. 38, 507 (1985).
  22. A. Io e, D. L. Jacobson, M. Arif et al., Phys. Rev. A 58, 1476 (1998).
  23. G. C. Li, M. R. Yearian, and I. Sick, Phys. Rev. C 9, 1861 (1974).
  24. J.-M. Sparenberg and H. Leeb, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 129, 315 (2003).
  25. E. Prince, International Tables for Crystallography, Vol. C, Kluwer Acad. Publ. Dortrecht (2004).
  26. C. Flensburg and R. F. Stewart, Phys. Rev. B 60, 1 (1999).
  27. C. Malica and A. Dal Corso, Acta Cryst. A 75, 624 (2019).
  28. В. В. Воронин, И. А. Кузнецов, Д. Д. Шапиро, Письма в ЖЭТФ 107, 3 (2018).
  29. V. V. Voronin, D. D. Shapiro, J. Surf. Investig. 14, S198 (2020) https://link.springer.com/article/10.1134/S1027451020070502.
  30. V. V. Nesvizhevsky, G. Pignol, K. V. Protasov, Phys. Rev. D 77, 034020 (2008).
  31. Y. Kamiya, K. Itagaki, M. Tani et al., Phys. Rev. Lett. 114, 161101 (2015).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».