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New experimental methods for trapping cold molecular hydrogen

Descrizione del progetto

Un approccio innovativo per superare gli ostacoli all’intrappolamento dell’idrogeno molecolare

L’idrogeno molecolare, che è costituito solamente da due protoni e da due elettroni, è la molecola più semplice presente in natura. Sebbene in virtù delle leggi della teoria quantistica sia possibile calcolare in modo molto preciso le sue proprietà, questa molecola è difficile da misurare a livello sperimentale a cause della debolezza delle sue interazioni con i campi elettromagnetici. Nel primo esperimento mai realizzato di questo genere, il progetto H2TRAP, finanziato dal CER, cercherà di intrappolare l’idrogeno molecolare avvalendosi di trappole magnetiche basate su superconduttori e trappole ottiche basate su dipoli a potenza ultraelevata. L’impiego di campioni di idrogeno freddo e intrappolato consentirà di misurare le proprietà di questo elemento con una precisione molto maggiore, almeno di due ordini di grandezza superiore rispetto a quanto possibile grazie agli sforzi di ricerca passati.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIWERSYTET MIKOLAJA KOPERNIKA
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 923 238,75
Indirizzo
UL. JURIJA GAGARINA 11
87-100 TORUN
Polonia

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Regione
Makroregion północny Kujawsko-pomorskie Bydgosko-toruński
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 923 239,00

Beneficiari (1)

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