¿Exhiben los neutrones pequeñas cargas momentáneas debido al movimiento de sus quarks?

Entonces, de manera similar a los electrones que se mueven en los átomos, causando interacciones dipolo-dipolo inducidas, ¿pueden los neutrones atraerse o repelerse momentáneamente?

Supongo que una pregunta relacionada sería: ¿un neutrón tiene momentos multipolares más altos?
@Javier Tienes razón en que la cuestión de los momentos superiores está relacionada, pero es más fácil de responder. El teorema de Wigner-Eckart demuestra que, como sistema de espín 1/2, el neutrón puede tener momentos monopolares y dipolares, pero no mayores.
Un artículo reciente, que podría convertir en una respuesta más adelante: Babb, Higa y Hussein, Interacciones de dispersión dipolo-dipolo entre neutrones, Eur. física J. A53 (2017) n.º 6, 126.

Respuestas (1)

Parece que dentro del modelo estándar de física de partículas

Un momento dipolar eléctrico permanente de una partícula fundamental viola tanto la paridad (P) como la simetría de inversión temporal (T). Estas violaciones se pueden entender examinando el momento dipolar magnético del neutrón y el momento dipolar eléctrico hipotético. Bajo la inversión del tiempo, el momento dipolar magnético cambia su dirección, mientras que el momento dipolar eléctrico permanece sin cambios. Bajo paridad, el momento dipolar eléctrico cambia su dirección pero no el momento dipolar magnético. Como el sistema resultante bajo P y T no es simétrico con respecto al sistema inicial, estas simetrías se violan en el caso de existir un EDM. Al tener también la simetría CPT, también se viola la simetría combinada CP.

Por lo tanto, los experimentos que buscan una nueva física más allá del modelo estándar han tratado de medirlo para el neutrón:

El momento dipolar eléctrico del neutrón (nEDM) es una medida de la distribución de carga positiva y negativa dentro del neutrón. Un momento dipolar eléctrico finito solo puede existir si los centros de distribución de carga negativa y positiva dentro de la partícula no coinciden. Hasta el momento, no se ha encontrado ningún EDM de neutrones. El mejor límite superior actual asciende a |dn| < 3.0 × 10 − 26 mi ⋅ C metro .

Como se ha observado una violación de CP en los datos de partículas, en una cantidad muy pequeña, se espera que el valor debido a la violación de CP para el momento dipolar eléctrico del neutrón sea de alrededor 10 − 31 mi ⋅ C metro , mucho más pequeño que el límite actual.

¿Pueden los neutrones atraerse o repelerse momentáneamente?

No olvides que los neutrones están en el reino de las interacciones fuertes, y atraerán a otros neutrones o protones, en órdenes de magnitud de reacción más fuertes. La técnica para la medición del dipolo eléctrico se describe aquí.

pero OP pregunta sobre interacciones dipolo no permanentes, como la fuerza de dispersión de Londres
@DavePhD el modelo estándar no permite violaciones permanentes o instantáneas. Más allá del modelo estándar, como muestra el número de violación de CP, el efecto debería ser igualmente muy pequeño, afaik. Es un punto discutible ya que los quarks son una sopa de gluones que interactúan fuertemente y pares de quarks y antiquarks dentro del neutrón, no se pueden comparar con los orbitales en moléculas y átomos. Necesitará QCD de celosía para los cálculos.
Los estados estacionarios no pueden tener momentos dipolares eléctricos, pero los estados dependientes del tiempo sí. robotics.cs.tamu.edu/dshell/cs689/papers/…
Dado que un neutrón no es una partícula fundamental en el modelo estándar, ¿la primera cita es correcta?
@HenningMakholm, debería decir "entidades mecánicas cuánticas", supongo. Violación de CP en hadrones, no es simple: ncnr.nist.gov/summerschool/ss09/pdf/Filippone_FP09.pdf
@DavePhD El análisis que he visto necesita tiempo o violación de CP para hacer esto, es decir, fuera del modelo estándar. ¿Tienes un enlace que discuta esto? Después de todo, ¿el modelo estándar no es a la carta, instantáneo o promediado? ¿Debería valer para todos (x,y,z,t)? Las fuerzas de dispersión de London no aparecen para un solo átomo, sino para un sistema mecánico cuántico de dos átomos donde hay grandes distancias dentro de las densidades de carga de los átomos individuales. Esto no es cierto para dos neutrones con su complicado contenido de quarks. (el análisis del factor de forma muestra distribuciones radiales de cargas).
En su enlace, el argumento se basa en las leyes del movimiento, los estados estacionarios hadrónicos no se rigen por las leyes del movimiento, en este caso, el QCD complicado no se puede aproximar en lo que respecta a las diferencias instantáneas, como se puede hacer con los átomos.
¿Exhiben los neutrones pequeñas cargas momentáneas debido al movimiento de sus quarks?
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