Precision measurement of parity nonconservation in cesium

The measurement of parity nonconservation (PNC) in atomic cesium is discussed in detail. With a spin-polarized atomic beam, this experiment achieves a fractional uncertainty of 0.35% in the measurement of the PNC amplitude for the transition between the 6S and 7S states of cesium, the lowest uncertainty of atomic PNC to date. By comparing the PNC amplitude on two hyperfine transitions, we measure for the first time the nuclear-spin-dependent contribution that arises from the nuclear anapole moment. A major portion of this paper describes the characterization and elimination of systematic errors. PACS Nos.: 32.80.Ys, 11.30.Er, 12.15.Ji, 32.10.Dk Résumé : Nous analysons en détail la mesure de la non-conservation de la parité (NCP) dans le césium atomique. Utilisant un faisceau atomique avec polarisation du spin, cette expérience réussit à atteindre une incertitude fractionnaire de 0.35% pour la mesure de la NCP dans la transition entre les états 6S et 7S du césium, la plus basse imprécision jamais atteinte en NCP. En comparant l’amplitude NCP de deux transitions hyperfines, nous mesurons pour la première fois la conribution du spin nucléaire qui est due au moment anapolaire du noyau. Une partie importante de cet article est consacrée à la caractérisation et à l’élimination des erreurs systématiques. [Traduit par la rédaction]