Demonstration of sensitivity increase in mercury free-spin-precession magnetometers due to laser-based readout for neutron electric dipole moment searches
| Autor: | Geza Zsigmond, M. Daum, Jacek Zejma, Nathal Severijns, M. Rawlik, Y. Kermaidic, A. Kozela, P. Prashanth, A. Mtchedlishvili, Philipp Schmidt-Wellenburg, Bernhard Lauss, Georg Bison, Florian M. Piegsa, G. Quéméner, Grzegorz Wyszyński, D. Ries, Antoine Weis, H.-C. Koch, D. Rozpedzik, J. Krempel, S. Roccia, Martin Fertl, Malgorzata Kasprzak, B. Franke, Werner Heil, Zoran D. Grujić, M. Horras, G. Ban, D. Rebreyend, S. Komposch, Kazimierz Bodek, Klaus Kirch, Guillaume Pignol, T. Lefort |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen ( LPCC ), Université de Caen Normandie ( UNICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen ( ENSICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière ( CSNSM ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: |
Nuclear and High Energy Physics
Physics - Instrumentation and Detectors Neutron electric dipole moment Atomic Physics (physics.atom-ph) Magnetometer atomic spectroscopy FOS: Physical sciences Atomic spectroscopy Neutron electric dipole moment [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex] 01 natural sciences law.invention High Energy Physics - Experiment Physics - Atomic Physics High Energy Physics - Experiment (hep-ex) symbols.namesake neutron law 0103 physical sciences [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] [ PHYS.NEXP ] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex] Nuclear Experiment (nucl-ex) 010306 general physics Zeeman effect Mercury Electric dipole moment [ PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET ] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] Instrumentation Nuclear Experiment Physics 010308 nuclear & particles physics Instrumentation and Detectors (physics.ins-det) Laser Computational physics Magnetic field symbols |
| Zdroj: | Nucl.Instrum.Meth.A Nucl.Instrum.Meth.A, 2018, 896, pp.129-138. ⟨10.1016/j.nima.2018.04.025⟩ Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 896 Nucl.Instrum.Meth.A, 2018, 896, pp.129-138. 〈10.1016/j.nima.2018.04.025〉 |
| Popis: | International audience; We report on a laser based $^{199}$Hg co-magnetometer deployed in an experiment searching for a permanent electric dipole moment of the neutron. We demonstrate a more than five times increased signal to-noise-ratio in a direct comparison measurement with its $^{204}$Hg discharge bulb-based predecessor. An improved data model for the extraction of important system parameters such as the degrees of absorption and polarization is derived. Laser- and lamp-based data-sets can be consistently described by the improved model which permits to compare measurements using the two different light sources and to explain the increase in magnetometer performance. The laser-based magnetometer satisfies the magnetic field sensitivity requirements for the next generation nEDM experiments. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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