Description du projet
Une approche innovante permet de surmonter les obstacles au piégeage de l’hydrogène moléculaire
Constitué de seulement deux protons et deux électrons, l’hydrogène moléculaire est la molécule la plus simple présente dans la nature. Ses propriétés peuvent être calculées avec une grande précision à partir des lois de la théorie quantique, mais la mesure expérimentale de la molécule est compliquée en raison de ses très faibles interactions avec les champs électromagnétiques. Pour la première fois, le projet H2TRAP, financé par le CER, cherchera à piéger l’hydrogène moléculaire en utilisant des pièges magnétiques supraconducteurs et des pièges dipolaires optiques ultrapuissants. Des échantillons d’hydrogène froid et piégé permettront de mesurer les propriétés de l’hydrogène avec une plus grande précision, d’au moins deux ordres de grandeur, que les efforts de recherche précédents.
Objectif
Due to its simplicity, H2 constitutes a perfect tool for testing fundamental physics: testing quantum electrodynamics, determining fundamental constants, or searching for new physics beyond the Standard Model. H2 has a huge advantage over the other simple calculable systems (such as H, He, or HD+) of having a set of a few hundred ultralong living rovibrational states, which implies the ultimate limit for testing fundamental physics with H2 at a relative accuracy level of 10^-24. The present experiments are far from exploring this huge potential. The main reason for this is that H2 in its ground electronic state extremely weakly interacts with electric and magnetic fields; hence, H2 is not amenable to standard techniques of molecule slowing, cooling, and trapping. In this project, we propose a completely new approach for H2 spectroscopy. For the first time, we will trap a cold sample of H2. We will consider two approaches: superconducting magnetic trap and ultrahigh-power optical dipole trap (with trap depths of the order of 1 mK). T = 5 K will be achieved with a standard refrigeration technique, and the trap will be filled in situ with the 5 K thermal distribution of the H2 sample. Presently, there is no technology available to cool down the H2 gas sample from 5 K to 1 mK; hence, the only option is to directly capture the coldest fraction. The majority of the molecules that initially fill the trap zone will be lost. However, the high initial H2 density will allow us to trap up to 600 000 molecules. We will do infrared-ultraviolet double resonance H2 spectroscopy referenced to the optical frequency comb and primary frequency standard. The ability to do spectroscopy using a cold and trapped sample will eliminate the sources of uncertainty that have limited previous best approaches and will allow us to improve the accuracy by at least two orders of magnitude. The H2 traps will open up a new way for further long-term progress in the metrology of H2 rovibrational lines.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
87100 Torun
Pologne