The design of the n2EDM experiment nEDM Collaboration

被引：41

作者：

Ayres, N. J. ^{[1
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Ban, G. ^{[2
]}

Bienstman, L. ^{[3
]}

Bison, G. ^{[4
]}

Bodek, K. ^{[5
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Bondar, V. ^{[1
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Bouillaud, T. ^{[6
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Chanel, E. ^{[7
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Chen, J. ^{[2
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Chiu, P. -J. ^{[1
,4
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Clement, B. ^{[6
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Crawford, C. B. ^{[8
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Daum, M. ^{[4
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Dechenaux, B. ^{[2
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Doorenbos, C. B. ^{[1
,4
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Emmenegger, S. ^{[1
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Ferraris-Bouchez, L. ^{[6
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Fertl, M. ^{[9
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Fratangelo, A. ^{[7
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Flaux, P. ^{[2
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Goupilliere, D. ^{[2
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Griffith, W. C. ^{[10
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Grujic, Z. D. ^{[11
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Harris, P. G. ^{[10
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Kirch, K. ^{[1
,4
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Koss, P. A. ^{[3
,15
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Krempel, J. ^{[1
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Lauss, B. ^{[4
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Lefort, T. ^{[2
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Lemiere, Y. ^{[2
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Leredde, A. ^{[6
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Meier, M. ^{[4
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Menu, J. ^{[6
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Mullins, D. A. ^{[7
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Naviliat-Cuncic, O. ^{[2
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Pais, D. ^{[1
,4
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Piegsa, F. M. ^{[7
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Pignol, G. ^{[6
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Quemener, G. ^{[2
]}

Rawlik, M. ^{[1
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Rebreyend, D. ^{[6
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Rienaecker, I. ^{[1
,4
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Ries, D. ^{[12
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Roccia, S. ^{[6
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Ross, K. U. ^{[12
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Rozpedzik, D. ^{[5
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Saenz, W. ^{[2
]}

Schmidt-Wellenburg, P. ^{[4
]}

Schnabel, A. ^{[13
]}

Severijns, N. ^{[3
]}

机构：

[1] Swiss Fed Inst Technol, Inst Particle Phys & Astrophys, CH-8093 Zurich, Switzerland

[2] Normandie Univ, ENSICAEN, UNICAEN, CNRS,IN2P3,LPC Caen, F-14000 Caen, France

[3] Katholieke Univ Leuven, Inst Nucl & Radiat Phys, B-3001 Leuven, Belgium

[4] Paul Scherrer Inst, CH-5232 Villigen, Switzerland

[5] Jagiellonian Univ, Marian Smoluchowski Inst Phys, PL-30348 Krakow, Poland

[6] Univ Grenoble Alpes, LPSC, CNRS IN2P3, Grenoble, France

[7] Univ Bern, Albert Einstein Ctr Fundamental Phys, CH-3012 Bern, Switzerland

[8] Univ Kentucky, Lexington, KY 40506 USA

[9] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys, D-55128 Mainz, Germany

[10] Univ Sussex, Dept Phys & Astron, Brighton BN1 9QH, E Sussex, England

[11] Univ Belgrade, Inst Phys Belgrade, Belgrade 11080, Serbia

[12] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Dept Chem, TRIGA Site, D-55128 Mainz, Germany

[13] Phys Tech Bundesanstalt, Berlin, Germany

[14] Paul Scherrer Inst, CH-5232 Villigen, Switzerland

[15] Fraunhofer Inst Phys Measurement Tech, D-79110 Freiburg, Germany

来源：

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C | 2021年 / 81卷 / 06期

基金：

英国科学技术设施理事会; 瑞士国家科学基金会;

关键词：

ELECTRIC-DIPOLE-MOMENT; DIAMOND-LIKE CARBON; ULTRACOLD-NEUTRON SOURCE; MAGNETIC-FIELD; MAGNETOMETER; PERFORMANCE; RELAXATION; ARBITRARY; SEARCHES; PHYSICS;

D O I：

10.1140/epjc/s10052-021-09298-z

中图分类号：

O412 [相对论、场论]; O572.2 [粒子物理学];

学科分类号：

摘要：

We present the design of a next-generation experiment, n2EDM, currently under construction at the ultracold neutron source at the Paul Scherrer Institute (PSI) with the aim of carrying out a high-precision search for an electric dipole moment of the neutron. The project builds on experience gained with the previous apparatus operated at PSI until 2017, and is expected to deliver an order of magnitude better sensitivity with provision for further substantial improvements. An overview is of the experimental method and setup is given, the sensitivity requirements for the apparatus are derived, and its technical design is described.

引用

页数：32

共 75 条

[1] A search for neutron to mirror-neutron oscillations using the nEDM apparatus at PSI [J].

Abel, C. ;

Ayres, N. J. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Bondar, V ;

Chanel, E. ;

Chiu, P-J ;

Crawford, C. ;

Daum, M. ;

Dinani, R. T. ;

Emmenegger, S. ;

Flaux, P. ;

Ferraris-Bouchez, L. ;

Griffith, W. C. ;

Grujic, Z. D. ;

Hild, N. ;

Kirch, K. ;

Koch, H-C ;

Koss, P. A. ;

Kozela, A. ;

Krempel, J. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. ;

Leredde, A. ;

Mohanmurthy, P. ;

Naviliat-Cuncic, O. ;

Pais, D. ;

Piegsa, F. M. ;

Pignol, G. ;

Rawlik, M. ;

Rebreyend, D. ;

Rienaecker, I ;

Ries, D. ;

Roccia, S. ;

Rozpedzik, D. ;

Schmidt-Wellenburg, P. ;

Severijns, N. ;

Thorne, J. ;

Weis, A. ;

Wursten, E. ;

Zejma, J. ;

Zsigmond, G. .

PHYSICS LETTERS B, 2021, 812

[2] Optically pumped Cs magnetometers enabling a high-sensitivity search for the neutron electric dipole moment [J].

Abel, C. ;

Afach, S. ;

Ayres, N. J. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Bondar, V ;

Chanel, E. ;

Chiu, P-J ;

Crawford, C. B. ;

Chowdhuri, Z. ;

Daum, M. ;

Emmenegger, S. ;

Ferraris-Bouchez, L. ;

Fertl, M. ;

Franke, B. ;

Griffith, W. C. ;

Grujic, Z. D. ;

Hayen, L. ;

Helaine, V ;

Hild, N. ;

Kasprzak, M. ;

Kermaidic, Y. ;

Kirch, K. ;

Knowles, P. ;

Koch, H-C ;

Komposch, S. ;

Koss, P. A. ;

Kozela, A. ;

Krempel, J. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. ;

Lemiere, Y. ;

Leredde, A. ;

Mtchedlishvili, A. ;

Mohanmurthy, P. ;

Musgrave, M. ;

Naviliat-Cuncic, O. ;

Pais, D. ;

Pazgalev, A. ;

Piegsa, F. M. ;

Pierre, E. ;

Pignol, G. ;

Prashanth, P. N. ;

Quemener, G. ;

Rawlik, M. ;

Rebreyend, D. ;

Ries, D. ;

Roccia, S. ;

Rozpedzik, D. .

PHYSICAL REVIEW A, 2020, 101 (05)

[3] Measurement of the Permanent Electric Dipole Moment of the Neutron [J].

Abel, C. ;

Afach, S. ;

Ayres, N. J. ;

Baker, C. A. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Bondar, V. ;

Burghoff, M. ;

Chanel, E. ;

Chowdhuri, Z. ;

Chiu, P. -J. ;

Clement, B. ;

Crawford, C. B. ;

Daum, M. ;

Emmenegger, S. ;

Ferraris-Bouchez, L. ;

Fertl, M. ;

Flaux, P. ;

Franke, B. ;

Fratangelo, A. ;

Geltenbort, P. ;

Green, K. ;

Griffith, W. C. ;

van der Grinten, M. ;

Grujic, Z. D. ;

Harris, P. G. ;

Hayen, L. ;

Heil, W. ;

Henneck, R. ;

Helaine, V. ;

Hild, N. ;

Hodge, Z. ;

Horras, M. ;

Iaydjiev, P. ;

Ivanov, S. N. ;

Kasprzak, M. ;

Kermaidic, Y. ;

Kirch, K. ;

Knecht, A. ;

Knowles, P. ;

Koch, H. -C. ;

Koss, P. A. ;

Komposch, S. ;

Kozela, A. ;

Kraft, A. ;

Krempel, J. ;

Kuzniak, M. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 124 (08)

[4]

Abel C., PHYS REV A

[5]

ABRAGAM A, 1975, J PHYS LETT-PARIS, V36, pL263, DOI 10.1051/jphyslet:019750036011026300

[6] Measurement of a false electric dipole moment signal from 199Hg atoms exposed to an inhomogeneous magnetic field [J].

Afach, S. ;

Baker, C. A. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Chowdhuri, Z. ;

Daum, M. ;

Fertl, M. ;

Franke, B. ;

Geltenbort, P. ;

Green, K. ;

van der Grinten, M. G. D. ;

Grujic, Z. ;

Harris, P. G. ;

Heil, W. ;

Helaine, V. ;

Henneck, R. ;

Horras, M. ;

Iaydjiev, P. ;

Ivanovf, S. N. ;

Kasprzak, M. ;

Kermaidic, Y. ;

Kirch, K. ;

Knowles, P. ;

Koch, H. -C. ;

Komposch, S. ;

Kozela, A. ;

Krempel, J. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. ;

Lemiere, Y. ;

Mtchedlishvili, A. ;

Naviliat-Cuncic, O. ;

Pendlebury, J. M. ;

Piegsa, F. M. ;

Pignol, G. ;

Prashant, P. N. ;

Quemener, G. ;

Rebreyend, D. ;

Ries, D. ;

Roccia, S. ;

Schmidt-Wellenburg, P. ;

Severijns, N. ;

Weis, A. ;

Wursten, E. ;

Wyszynski, G. ;

Zejma, J. ;

Zenner, J. ;

Zsigmond, G. .

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D, 2015, 69 (10)

[7] A device for simultaneous spin analysis of ultracold neutrons [J].

Afach, S. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Chowdhuri, Z. ;

Daum, M. ;

Fertl, M. ;

Franke, B. ;

Geltenbort, P. ;

Grujic, Z. D. ;

Hayen, L. ;

Helaine, V. ;

Henneck, R. ;

Kasprzak, M. ;

Kermaidic, Y. ;

Kirch, K. ;

Komposch, S. ;

Kozela, A. ;

Krempel, J. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. ;

Lemiere, Y. ;

Mtchedlishvili, A. ;

Naviliat-Cuncic, O. ;

Piegsa, F. M. ;

Pignol, G. ;

Prashanth, P. N. ;

Quemener, G. ;

Rawlik, M. ;

Ries, D. ;

Rebreyend, D. ;

Roccia, S. ;

Rozpedzik, D. ;

Schmidt-Wellenburg, P. ;

Severijns, N. ;

Weis, A. ;

Wursten, E. ;

Wyszynski, G. ;

Zejma, J. ;

Zsigmond, G. .

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL A, 2015, 51 (11) :1-10

[8] Observation of Gravitationally Induced Vertical Striation of Polarized Ultracold Neutrons by Spin-Echo Spectroscopy [J].

Afach, S. ;

Ayres, N. J. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Chowdhuri, Z. ;

Daum, M. ;

Fertl, M. ;

Franke, B. ;

Griffith, W. C. ;

Grujic, Z. D. ;

Harris, P. G. ;

Heil, W. ;

Helaine, V. ;

Kasprzak, M. ;

Kermaidic, Y. ;

Kirch, K. ;

Knowles, P. ;

Koch, H. -C. ;

Komposch, S. ;

Kozela, A. ;

Krempel, J. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. ;

Lemiere, Y. ;

Mtchedlishvili, A. ;

Musgrave, M. ;

Naviliat-Cuncic, O. ;

Pendlebury, J. M. ;

Piegsa, F. M. ;

Pignol, G. ;

Plonka-Spehr, C. ;

Prashanth, P. N. ;

Quemener, G. ;

Rawlik, M. ;

Rebreyend, D. ;

Ries, D. ;

Roccia, S. ;

Rozpedzik, D. ;

Schmidt-Wellenburg, P. ;

Severijns, N. ;

Thorne, J. A. ;

Weis, A. ;

Wursten, E. ;

Wyszynski, G. ;

Zejma, J. ;

Zenner, J. ;

Zsigmond, G. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (16)

[9] Gravitational depolarization of ultracold neutrons: Comparison with data [J].

Afach, S. ;

Ayres, N. J. ;

Baker, C. A. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Fertl, M. ;

Franke, B. ;

Geltenbort, P. ;

Green, K. ;

Griffith, W. C. ;

van der Grinten, M. ;

Grujic, Z. D. ;

Harris, P. G. ;

Heil, W. ;

Helaine, V. ;

Iaydjiev, P. ;

Ivanov, S. N. ;

Kasprzak, M. ;

Kermaidic, Y. ;

Kirch, K. ;

Koch, H. -C. ;

Komposch, S. ;

Kozela, A. ;

Krempel, J. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. ;

Lemiere, Y. ;

Musgrave, M. ;

Naviliat-Cuncic, O. ;

Pendlebury, J. M. ;

Piegsa, F. M. ;

Pignol, G. ;

Plonka-Spehr, C. ;

Prashanth, P. N. ;

Quemener, G. ;

Rawlik, M. ;

Rebreyend, D. ;

Ries, D. ;

Roccia, S. ;

Rozpedzik, D. ;

Schmidt-Wellenburg, P. ;

Severijns, N. ;

Shiers, D. ;

Thorne, J. A. ;

Weis, A. ;

Wursten, E. ;

Zejma, J. ;

Zenner, J. ;

Zsigmond, G. .

PHYSICAL REVIEW D, 2015, 92 (05)

[10] Highly stable atomic vector magnetometer based on free spin precession [J].

Afach, S. ;

Ban, G. ;

Bison, G. ;

Bodek, K. ;

Chowdhuri, Z. ;

Grujic, Z. D. ;

Hayen, L. ;

Helaine, V. ;

Kasprzak, M. ;

Kirch, K. ;

Knowles, P. ;

Koch, H. -C. ;

Komposch, S. ;

Kozela, A. ;

Krempel, J. ;

Lauss, B. ;

Lefort, T. ;

Lemiere, Y. ;

Mtchedlishvili, A. ;

Naviliat-Cuncic, O. ;

Piegsa, F. M. ;

Prashanth, P. N. ;

Quemener, G. ;

Rawlik, M. ;

Ries, D. ;

Roccia, S. ;

Rozpedzik, D. ;

Schmidt-Wellenburg, P. ;

Severjins, N. ;

Weis, A. ;

Wursten, E. ;

Wyszynski, G. ;

Zejma, J. ;

Zsigmond, G. .

OPTICS EXPRESS, 2015, 23 (17) :22108-22115

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