Исследование экзотических спин-зависимых взаимодействий за пределами Стандартной модели: теоретические основы и экспериментальные исследования

Новые взаимодействия, опосредованные новыми частицами, могут предложить решения ряда важных вопросов современной физики. Аксионы служат примерами таких частиц: они обладают малой массой и слабо взаимодействуют с обычным веществом. К этой категории частиц, включая аксионоподобные частицы (ALP), относятся объекты, возникающие в рамках различных теоретических подходов, таких как механизм Печчеи—Куинна, предназначенный для решения проблемы сильного CP-нарушения, теория струн и спонтанное нарушение суперсимметрии. Благодаря малой массе и слабой связи ALP также могут быть кандидатами на роль холодной тёмной материи. Введение новых взаимодействий, опосредованных новыми частицами, не только помогает решать ряд проблем современной физики, но и поднимает важный вопрос: существуют ли ещё не открытые взаимодействия за пределами Стандартной модели (СМ)? Многие взаимодействия, предсказываемые этими теориями, зависят от спина, что и является основным предметом настоящего обзора. Сначала мы излагаем теоретические основы исследования экзотических спин-зависимых взаимодействий, подчёркивая их значение в различных моделях за пределами СМ. Мы рассматриваем возможную роль новых лёгких частиц как переносчиков этих взаимодействий, что может способствовать углублению понимания природы тёмной материи. Для поддержки экспериментальных исследований приведены соответствующие формулы, выведенные на основе теоретических моделей. Опираясь на эту теоретическую основу, мы подробно анализируем недавние экспериментальные работы, направленные на обнаружение таких экзотических взаимодействий. Представлен систематический обзор современных ограничений на параметры этих взаимодействий, а также дана оценка различных подходов к их обнаружению.