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

Descrizione del progetto

Gli atomi ultrafreddi potrebbero migliorare la precisione delle misurazioni del momento di dipolo dell’elettrone

Il progetto UCEEDM, finanziato dall’UE, prevede di utilizzare molecole polari ultrafredde per misurare il momento del dipolo elettrico dell’elettrone con una precisione senza precedenti. Tali misurazioni ad alta sensibilità saranno un banco di prova ideale per teorie al di là del modello standard della fisica delle particelle e potrebbero aiutare nella ricerca delle forze nascoste responsabili dell’asimmetria osservata tra materia e antimateria nell’universo. Il progetto utilizzerà il raffreddamento laser per rallentare e raffreddare efficacemente le molecole a temperature inferiori a 50 microkelvin. Questa è la prima volta che verrà utilizzato il raffreddamento laser delle molecole per migliorare la sensibilità di una misurazione che testa la fisica fondamentale.

Obiettivo

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.

Coordinatore

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
Contribution nette de l'UE
€ 212 933,76
Indirizzo
SOUTH KENSINGTON CAMPUS EXHIBITION ROAD
SW7 2AZ LONDON
Regno Unito

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Regione
London Inner London — West Westminster
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 212 933,76