Александр Петров

Ментор
Александр Николаевич Петров — заведующий лабораторией Петербургского института ядерной физики им. Б. П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», профессор кафедры квантовой механики СПбГУ

Контакты
petrov_an@pnpi.nrcki.ru
alexsandernp@gmail.com

Проект: Двухатомные молекулы и катионы во внешних переменных полях для поиска Новой физики, Многоатомный молекулы для поиска Новой физики
В последнее время наблюдается большой прогресс в использовании атомно-молекулярных систем для поиска «Новой физики» за рамками Стандартной модели, объединяющей электромагнитные, слабые и сильныевзаимодействия. В этой связи, для краткости, отметим поиск электрического дипольного момента (ЭДМ) электрона, хотя рассматриваются и многие другие свойства, нарушающие пространственную четность(Р) и временнýю инвариантность (T). Наблюдение величины ЭДМ электрона на уровне, существенно большем чем 10−35 е∙см (предсказание в рамках Стандартной модели), будет прямым указанием на наличие «новой физики» за рамками Стандартной модели. Эксперименты по поиску ЭДМ ведутся уже более 70 лет, но пока он не обнаружен. Наилучшие ограничения на ЭДМ электрона были получены в экспериментах с двухатомными молекулами ThO, de<1.1×10−29е∙см, [V. Andreev, et al., Nature, 562, 355 (2018)] и HfF+, de<4.1×10−30е∙см, [ T. S. Roussy, et al., Science 381, 46 (2023), L. Caldwell, et al., PRA 108, 12 804 (2023)].

Одним из шагов в увеличении точности экспериментов связывают с переходом от двухатомных к многоатомным молекулам теория Т, P- нечетных эффектов в которых находится в стадии разработки.

Эксперименты по поиску ЭДМ представляют из себя высокоточную спектроскопию молекул во внешних полях. Это непрямые эксперименты, непосредственно ЭДМ не измеряется, наблюдается его влияние на спектр. Далее с помощью сложных расчетов извлекается ЭДМ (или ограничение на него). Наша группа является практически единственной в мире, которая может выполнять теоретические исследования всех необходимых свойств молекул с атомами тяжелых элементов, начиная с электронных расчетов и заканчивая колебательно-вращательной задачей во внешних полях с учетом сверхтонкой структуры. Достижение данных и последующих ограничений на новом уровне de<10−31 e·cм, критически важном для поиска Новой физики, является практически невозможным без использования наших теоретических разработок и расчетов

Комментарий
Студент получит необходимые знания о теории молекулярных спектров и о современных неэмпирических методах расчета электронной структуры использующихся для широкого круга задач атомной и молекулярной физики.