BESIII、ラムダ・ハイペロン電気双極子モーメントを世界最高精度で測定(BESIII Achieves World’s Most Precise Measurement of Lambda Hyperon Electric Dipole Moment)

2026-09-04 中国科学院(CAS)

中国科学院高能物理研究所が主導するBESIII国際共同研究グループは、J/ψ崩壊で生成される量子もつれ状態のΛ(ラムダ)ハイペロン・反Λペアを利用し、Λの電気双極子モーメント(EDM)を世界最高精度で測定した。EDMは粒子のスピンと電荷分布の向きに関係する量で、非ゼロなら時間反転対称性を破り、CPT対称性を仮定するとCP対称性の破れを示す。このCP対称性の破れは、物質が反物質より圧倒的に多い宇宙の謎を解く手掛かりとなる。研究では約300万件の高純度J/ψ→Λ–反Λ事象を用い、弱崩壊による角度分布から量子もつれしたスピンを解析した。非ゼロのEDMは確認されなかったものの、従来の直接測定に比べ感度を約3桁向上させ、初めて10⁻¹⁹ e·cmレベルに到達した。今後はΣやΞなど他のハイペロンへの展開も期待される。

BESIII、ラムダ・ハイペロン電気双極子モーメントを世界最高精度で測定(BESIII Achieves World’s Most Precise Measurement of Lambda Hyperon Electric Dipole Moment)
Artistic illustration of the quantum-entangled Lambda–anti-Lambda system used in the BESIII electric dipole moment measurement. (Image by the BESIII Collaboration)

<関連情報>

エンタングルしたバリオン・反バリオン系を用いたΛ電気双極子モーメントの測定 Measurement of the Λ electric dipole moment with an entangled baryon-antibaryon system

BESIII Collaboration
Science  Published:3 Sep 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adx7334

Abstract

The dominance of matter over antimatter in the Universe has consistently driven the pursuit of new physics beyond the Standard Model that violates charge-parity symmetry. Strange baryons (hyperons) remain a largely unexplored territory in which interactions between hyperons and particles from new physics could induce a nontrivial electric dipole moment (EDM). However, direct measurements of hyperon EDMs through spin precession are highly challenging owing to their short lifetimes. In this work, we introduce a method to extract the EDM of the lightest hyperon, Λ, using the entangled ΛΛsystem. Our result is consistent with zero, achieving a three-orders-of-magnitude improvement over the previous upper limit established in the 1980s with comparable statistics, providing stringent constraints on potential new physics.

1701物理及び化学
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