Abstract
本實驗使用一個卡文地西型式(Cavendish-type)之扭稱, 測定在巨觀範圍下之質量—自旋異常交互作用力。扭稱的兩臂上,各掛一個具有 2.4E+25個核成子之非偏極化樣本, 在扭稱腔外為兩個較大的鏑化鐵偏極化體, 均具有約 8.0E+23 個偏極化電子,及 5.7E+18 個偏極化核子;用它們分別吸引扭稱上的非偏極化體, 以測定質量—自旋間之中程異常作用力大小。本實驗所使用的偏極化體, 是以鏑化鐵充入鋁圓柱杯中,封閉後經強磁場磁化而製成;由於鏑化鐵磁化後具有鐵淦氧性(ferrimagnetic), Dy的磁性與Fe的磁性相反,在室溫下其淨磁甚小,但其自旋為有序排列,且Dy與Fe之迴轉磁比率(gyromagnetic ratio)不同, 所以鏑化鐵具有相當大的自旋偏極性(淨自旋), 這種方法可視為微觀的磁屏蔽法。非偏極化樣本,則為一對紅銅圓柱體;由於本實驗乃測定質量—自旋異常力,所以偏極化體的磁漏,並不會影響本實驗,然而如在非偏極化體中, 有些微的漏磁產生,對本實驗將造成非常大的誤差,是故仍在偏極化體完成後,外加多層屏蔽,經磁屏蔽後之偏極化體,其磁漏可低於1.1 mG。由於質量—自旋異常力與自旋向量有關, 所以本實驗以兩種不同組態(即自旋向內態與自旋向外態)的平均差值,作為分析,此平均差值將為任一組態異常力的2倍。實驗結果發現異常交互作用力大小之上限約為重力的 (0.345±0.351)％; 並以兩種不同型式之有限範圍異常交互作用作為分析, 以此結果與1993年同樣以扭稱測定質量—自旋間異常交互作用的R.C. Ritter 等人之實驗結果做為比較, 可得到本實驗在交互作用有效距離為0.1到0.3公分時(中程交互作用),所得到之異常力耦合常數的上限,有較佳的結果,尤其在效作用距離0.1公分時, 遠較Ritter等人之結果,要好上7個數量級。最末將以此結果和一些基本粒子理論模型所預測之上限值做比較。