Descrizione del progetto
Un orologio nucleare al torio-229 ad alta carica per rivoluzionare la metrologia
Il torio-229 si distingue tra gli oltre 3 000 nuclidi conosciuti per la sua energia di eccitazione notevolmente bassa, che lo rende un candidato ideale ai fini della metrologia della frequenza; le sue prestazioni superano quelle offerte dagli attuali orologi atomici. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto HITHOR propone un approccio innovativo per lo sviluppo di un orologio nucleare basato sul torio-229. La metodologia adottata dal progetto prevede la creazione di un orologio a nucleo nudo senza elettroni contenente 229Th90+ intrappolato e completamente ionizzato, eliminando le perturbazioni esterne degli elettroni. Aggiungendo un singolo elettrone al nucleo, la ricerca sfrutterà il mescolamento iperfine nucleare, accelerando di conseguenza in modo significativo il decadimento nucleare e migliorando l'eccitazione laser. Gli esperimenti svolti nell’ambito del progetto apriranno la strada alla spettroscopia laser ultravioletta nel vuoto ad alta precisione e allo sviluppo di un orologio nucleare basato su ioni di torio-229 ultra-freddi, isolati e ad alta carica.
Obiettivo
"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."
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.
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.
- scienze naturali scienze fisiche ottica fisica dei laser
- scienze naturali scienze fisiche fisica teoretica fisica delle particelle fotoni
- scienze naturali scienze fisiche ottica spettroscopia
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
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.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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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.
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.
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
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
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-2023-ADG
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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.
64291 Darmstadt
Germania
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.