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Ultracold YbF molecules to measure the electron's electric dipole moment.

Projektbeschreibung

Ultrakalte Atome könnten die Messgenauigkeit des Elektronen-Dipolmoments verbessern

Das EU-finanzierte Projekt UCEEDM setzt sich zum Ziel, das elektrische Dipolmoment des Elektrons durch den Einsatz von ultrakalten polaren Molekülen mit beispielloser Genauigkeit zu messen. Solche hochempfindlichen Messungen werden ein ideales Testfeld für Theorien jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik darstellen. Sie könnten auch bei der Suche nach den verborgenen Kräften hilfreich sein, welche für die beobachtete Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie im Universum verantwortlich sind. Das Projekt wird Laserkühlung einsetzen, um Moleküle wirksam zu verlangsamen und sie auf Temperaturen unter 50 Mikrokelvin abzukühlen. Hier wird erstmals die Laserkühlung von Molekülen eingesetzt, um die Empfindlichkeit einer Messung zu erhöhen, mit der die Grundlagenphysik getestet wird.

Ziel

The project aims to show that the electron's electric dipole moment (eEDM) could be measured with an unprecedented precision of 10^{-31} e cm by using ultracold polar molecules. Such a measurement would be a demanding test of theories beyond the Standard Model of particle physics, and a search for the undiscovered forces responsible for the observed asymmetry between matter and anti-matter in the Universe. The key advance that will unlock this extraordinary sensitivity is interferometry with molecules cooled to ultracold temperature.
I will make an intense, slow-moving beam of YbF molecules, which are known to be exceptionally sensitive to the eEDM. I will then apply laser cooling in both transverse directions to bring the temperature below 50 microkelvin, yielding a highly-collimated molecular beam. Next, I will build a spin interferometer using these ultracold molecules. Finally, by paying careful attention to noise sources, especially magnetic field noise, I will show that the interferometer can reach the sensitivity set by the quantum projection noise. Laser cooling of molecules is a new technique, and I will be the first to use it to enhance the sensitivity of a measurement that tests fundamental physics.

Koordinator

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
Netto-EU-Beitrag
€ 212 933,76
Adresse
SOUTH KENSINGTON CAMPUS EXHIBITION ROAD
SW7 2AZ LONDON
Vereinigtes Königreich

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Region
London Inner London — West Westminster
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 212 933,76