Hochauflösende Messungen von magnetischen und elektrischen Dipolmomenten von Atomkernen über die Spinpräzession in sehr niedrigen Magnetfeldern

• Antragsteller: Dr. Isaac Fan; Professor Dr. Lutz Trahms
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 333624660

Durch Präzisionsmessungen der Kernspinpräzession polarisierter Edelgase in extrem niedrigen Magnetfeldern wollen wir zur Klärung zweier offener Fragen der Grundlagenphysik beitragen: die Ursache für die Dominanz von Materie über Antimaterie im Universum und die Überprüfung der zeitlichen Stabilität von Fundamentalkonstanten.Die Existenz eines endlichen elektrischen Dipolmoments eines Atomkerns wie 129Xe, d(Xe), würde auf eine signifikante CP-Symmetrieverletzung hinweisen, die eine Ursache für die Baryon-Antibaryon-Asymmetrie des heutigen Universums sein könnte. Die Wechselwirkung dieses postulierten elektrischen Dipolmoments mit einem zusätzlich angelegten elektrischen Feld würde die Präzessionsfrequenz von der reinen Larmorfrequenz um einen Betrag proportional zu d(Xe) verschieben. Mittels der 3He-129Xe-Comagnetometrie erwarten wir die gegenwärtig geltende Obergrenze für die Stärke von d(Xe) um mindestens eine Größenordnung zu verringern.Durch die simultane Messung der Präzession von 3He and 129Xe beabsichtigen wir ferner, den Quotienten der beiden kernmagnetischen Momente mit extremer Genauigkeit zu bestimmen. Auf diese Weise können wir die zeitliche Konstanz der Quarkmasse in Einheiten der quantenchromodynamischen Skala überprüfen.Diese Projekt ist eng verknüpft mit dem nEDM-Vorhaben von Peter Fierlinger von der TU München, mit dem wir bereits im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms zusammengearbeitet haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen