Guillaume Pignol
Host Institution : UGA
Laboratoire : LPSC
Appel à projets : Starting (PE2)
Nom du Projet : NEDM – The Neutron Electric Dipole Moment: pushing the precision to understand the matter-antimatter asymmetry
Montant : 1.49 M€
Description :
L’existence d’un moment dipolaire électrique permanent (EDM) du neutron, ou de toute particule subatomique, aurait des implications considérables reliant la physique des particules à la cosmologie.
L’invariance par inversion du temps et la symétrie CP seraient violées.
Une nouvelle interaction fondamentale produisant l’EDM, c’est-à-dire déformant la distribution de charge à l’intérieur du neutron, pourrait également avoir généré l’asymétrie matière-antimatière dans l’Univers primordial.
Après 60 ans d’évolution, les techniques de mesure de l’EDM neutronique sont aujourd’hui tellement évoluées que les expériences sont sensibles à la microphysique associée à une échelle d’énergie au-delà de celle accessible au LHC.
Cette situation offre une forte probabilité de découverte pour la prochaine génération d’expériences.
Dans le même temps, toute amélioration de la précision est techniquement difficile.
Le contrôle du champ magnétique doit surpasser celui de l’état de l’art des magnétomètres atomiques.
Le projet n2EDM vise à améliorer la précision d’un ordre de grandeur ou plus.
Les effets systématiques doivent être contrôlés à un niveau sans précédent.
En particulier, l’utilisation d’un co-magnétomètre à mercure basé sur la précession des spins de 199Hg induit un ensemble de faux effets subtils dus au champ cinétique relativiste.
Je propose d’initier un programme complet pour maîtriser ces effets systématiques au-delà du programme de recherche actuel.
En particulier, le projet proposé comprend une détermination précise du moment magnétique 199Hg avec une précision de 0,1 ppm.
Pour cela, je vais tenter une nouvelle approche : combiner la magnétométrie mercure et 4He dans la même cellule.
En tant que sous-produit, cela produira également une meilleure détermination du moment magnétique du neutron, une grandeur d’intérêt pour la métrologie.
Le recoupement que je propose prouvera que toutes les perturbations sur les spins des neutrons ou du mercure sont maîtrisées au niveau sub-ppm, une étape décisive dans la quête de l’EDM neutronique.