Description du projet
Une horloge nucléaire au thorium 229 fortement chargé pourrait révolutionner la métrologie
Le thorium 229 se distingue des 3 000 nucléides connus par son énergie d’excitation remarquablement faible, ce qui en fait un candidat idéal pour la métrologie des fréquences. Ses performances dépassent celles des horloges atomiques actuelles. Financé par le Conseil européen de la recherche, le projet HITHOR propose une approche innovante pour développer une horloge nucléaire utilisant le thorium 229. La méthode consiste à créer une horloge à noyau nu sans électrons avec du 229Th90+ piégé et entièrement ionisé, en éliminant les perturbations externes dues aux électrons. En ajoutant un seul électron au noyau, la recherche exploitera le mélange hyperfin nucléaire, ce qui accélérera considérablement la désintégration nucléaire et améliorera l’excitation laser. Les expériences du projet ouvriront la voie à la spectroscopie laser ultraviolette sous vide de haute précision et au développement d’une horloge nucléaire basée sur des ions de thorium 229 isolés et ultrafroids, hautement chargés.
Objectif
"Among the more than 3000 nuclides that are naturally occurring or that have been artificially synthesized, thorium-229 is truly exceptional. Its remarkably low excitation energy makes it the ideal candidate for nuclear frequency metrology, surpassing current atomic clocks. Such a ""nuclear clock"" opens doors to fundamental physics, testing time-variations of constants and exploring the enigma of dark matter.
Within HITHOR a conceptually novel methodology towards such a clock is proposed, eventually leading to a no-electron “bare-nucleus” clock with trapped fully ionized 229Th90+ where all external perturbations from surrounding electrons are absent. Highly-ionized 229Th will be established as a distinctive laboratory for scientific explorations at the interface of atomic electrons and the nucleus.
By adding a single electron to the nucleus, the unique effect of nuclear hyperfine mixing (NHM) is unlocked. Induced by the strong magnetic field of this one electron, a vast acceleration of the nuclear decay by up to a millionfold is triggered. Hence, for one-electron 229Th89+ laser excitation of the nucleus as well as the reemission of photons are each enhanced by up to this factor of a million. To date, laser excitation of the nucleus hasn’t been accomplished. NHM will help to overcome this obstacle and exploited as a booster towards 229Th laser excitation and a corresponding nuclear clock.
HITHOR will be realized at the ion storage and trapping facilities at GSI in Darmstadt, the only laboratory worldwide where highly ionized 229Th can be synthesized in flight, decelerated, and finally trapped at rest. At GSI and its Helmholtz Institute Jena, I will bring together the extraordinary expertise of in-house scientists from the various disciplines required to tackle the challenges. Initial experiments will pave the path towards high-precision VUV laser spectroscopy of few- or no-electron 229Th, and ultimately towards a single-ion quantum logic nuclear clock."
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: Le vocabulaire scientifique européen.
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- sciences naturelles sciences physiques optique physique des lasers
- sciences naturelles sciences physiques physique théorique physique des particules photons
- sciences naturelles sciences physiques optique spectroscopie
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Mots‑clés
Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMME PRINCIPAL
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-ADG
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La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.
64291 Darmstadt
Allemagne
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.