Sensitive polarimetry in a search for the deuteron electric di pole moment

Promotie: mw. M. da Silva e Silva, 13.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen
Proefschrift: Sensitive polarimetry in a search for the deuteron electric di pole moment
Promotor(s): prof.dr. K. Jungmann
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Contact: Marlène da Silva e Silva, tel. 050-363 3600, e-mail: silva@kvi.nl

Nieuwe polarimeter meet deuteron elektrische dipool moment uiterst nauwkeurig

Het ingrijpend vernieuwen van de natuurkunde is een belangrijke ambitie in natuurkundig onderzoek. Daarbij kan het opsporen van permanente elektrische dipool momenten in fundamentele systemen een belangrijke rol spelen; dat kan namelijk de weg openen naar het vernieuwen of doorbreken van Standaard Model dat ten grondslag ligt aan de huidige fysica. Bij Kernfysisch Versnellerinstituut (KVI) wordt op het ogenblik een experiment voorbereid waarin de onderzoekers proberen om een deuteron elektrische dipool moment (EDM) met een gevoeligheid van 10⁻²⁹ e.cm te meten.

Het experiment is gebaseerd op de interactie tussen het EDM en het radiële elektrisch veld dat een relativistisch deeltje ondergaat in het veld van een magnetische opslagring. Deze interactie zou leiden tot precessie van de spin van het deeltje. Een EDM ongelijk aan nul manifesteert zich door een verandering in de polarisatie component langs het magnetisch veld.

Voor het observeren van dit signaal is een nieuw concept voor een uiterst efficiënte polarimeter ontwikkeld. Maar behalve efficient moet de polarimeter ook ongevoelig zijn voor systematische fouten en in staat om de bundel polarisatie voortdurend te observeren, zodat een optimale gevoeligheid kan worden bereikt. Uitvoerige studies naar de beheersing en correctie van systematische fouten werden uitgevoerd op het KVI. Daar werden ook metingen uitgevoerd van het analyzerend vermogen en de botsingsdoorsneden die noodzakelijk zijn voor nauwkeurige simulaties.

Het voorspelde hoge rendement werd bevestigd in metingen uitgevoerd bij COSY-Jülich in Duitsland. Met deze efficiëntie en het ontwikkelde begrip van systematische effecten was het mogelijk om veranderingen in de polarisatie te volgen op het niveau van een paar honderd delen per miljoen. Het ontwikkelde polarimeter-concept is geschikt voor het bereiken van de beoogde gevoeligheid van een deuteron EDM-experiment, luidt de conclusie.

Marlène da Silva e Silva (Portugal, 1982) studeerde sterrenkunde in Porto. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het KVI en gefinancierd door NWO.