Probing exotic phenomena at the interface of nuclear and particle physics with the electric dipole moments of diamagnetic atoms: A unique window to hadronic and semi-leptonic CP violation

The current status of electric dipole moments of diamagnetic atoms which involves the synergy between atomic experiments and three different theoretical areas -- particle, nuclear and atomic is reviewed. Various models of particle physics that predict CP violation, which is necessary for the existence of such electric dipole moments, are presented. These include the standard model of particle physics and various extensions of it. Effective hadron level combined charge conjugation (C) and parity (P) symmetry violating interactions are derived taking into consideration different ways in which a nucleon interacts with other nucleons as well as with electrons. Nuclear structure calculations of the CP-odd nuclear Schiff moment are discussed using the shell model and other theoretical approaches. Results of the calculations of atomic electric dipole moments due to the interaction of the nuclear Schiff moment with the electrons and the P and time-reversal (T) symmetry violating tensor-pseudotensor electron-nucleus are elucidated using different relativistic many-body theories. The principles of the measurement of the electric dipole moments of diamagnetic atoms are outlined. Upper limits for the nuclear Schiff moment and tensor-pseudotensor coupling constant are obtained combining the results of atomic experiments and relativistic many-body theories. The coefficients for the different sources of CP violation have been estimated at the elementary particle level for all the diamagnetic atoms of current experimental interest and their implications for physics beyond the standard model is discussed. Possible improvements of the current results of the measurements as well as quantum chromodynamics, nuclear and atomic calculations are suggested.Comment: 46 pages, 19 tables and 16 figures. A review article accepted for EPJ

Status of NSLS-II booster

The National Synchrotron Light Source II is a third generation light source under construction at Brookhaven National Laboratory. The project includes a highly optimized 3 GeV electron storage ring, linac pre-injector and full-energy booster-synchrotron. Budker Institute of Nuclear Physics builds booster for NSLS-II. The booster should accelerate the electron beam continuously and reliably from minimal 170 MeV injection energy to maximal energy of 3.15 GeV and average beam current of 20 mA. The booster shall be capable of multi-bunch and single bunch operation. This paper summarizes the status of NSLS-II booster.Национальный источник синхротронного излучения II является синхротроном третьего поколения, созданным в Брукхевенской национальной лаборатории. Проект включает: высокооптимизированное накопительное кольцо на 3 ГэВ, линейный ускоритель и бустерный синхротрон на полную энергию. Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера создает бустер для NSLS-II. Бустер должен надежно и непрерывно ускорять пучок электронов от минимальной энергии инжекции 170 МэВ до максимальной энергии 3,15 ГэВ с током пучка 20 мА. Бустер должен быть способен работать в односгустковом и многосгустковом режимах. Эта статья суммирует состояние дел по бустеру для NSLS-II.Національне джерело синхротронного випромінювання II є синхротроном третього покоління, створеним у Брукхевенській національній лабораторії. Проект включає: високооптимізоване накопичувальне кільце на 3 ГеВ, лінійний прискорювач і бустерний синхротрон на повну енергію. Інститут ядерної фізики ім. Г.І. Будкера створює бустер для NSLS-II. Бустер повинен надійно і безперервно прискорювати пучок електронів від мінімальної енергії інжекції 170 МеВ до максимальної енергії 3,15 ГеВ зі струмом пучка 20 мА. Бустер повинен бути здатний працювати в односгустковому і багатосгустковому режимах. Ця стаття підсумовує стан справ по бустеру для NSLS-II