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

Descripción del proyecto

Los átomos ultrafríos podrían mejorar la precisión de las mediciones de los momentos dipolares de los electrones

El proyecto financiado con fondos europeos UCEEDM prevé utilizar moléculas polares ultrafrías para medir el momento dipolar eléctrico de electrones con una precisión sin precedentes. Estas mediciones de alta sensibilidad serán un campo de pruebas ideal para las teorías más allá del Modelo Estándar de la física de partículas y podrían ayudar en la búsqueda de las fuerzas ocultas responsables de la asimetría observada entre la materia y la antimateria en el universo. El proyecto utilizará enfriamiento láser para ralentizar y enfriar moléculas de forma efectiva hasta temperaturas por debajo de 50 microkelvins. Esta es la primera vez que se utilizará el enfriamiento láser de moléculas para mejorar la sensibilidad de una medición que prueba la física fundamental.

Objetivo

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.

Coordinador

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
Aportación neta de la UEn
€ 212 933,76
Dirección
SOUTH KENSINGTON CAMPUS EXHIBITION ROAD
SW7 2AZ LONDON
Reino Unido

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Región
London Inner London — West Westminster
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 212 933,76