Onderzoekers van het Van Swinderen Instituut in Groningen hebben een nieuwe methode gevonden om individuele moleculen stil te zetten voor precisiestudies. Hun artikel is zojuist verschenen in Physical Review A.
Het onderzoek vindt plaats binnen het eEDM-programma van Nikhef en de Universiteit Groningen. Promovendus Bart Schellenberg uit de eEDM-groep van Steven Hoekstra is eerste auteur van het PRA-artikel.
Bij het precisieonderzoek is het gangbaar dat bundels moleculen elektromagnetisch worden afgeremd en met lasers verder worden gekoeld. Voor de meest precieze metingen is het vervolgens het beste om de moleculen in een optische val op te sluiten voor laserstudies.
Bij de stap van laserkoeling zijn nu meestal een dozijn nauwkeurige afgestemde lasers nodig. Met de nieuw voorgestelde techniek volstaat de absorptie van één enkel foton om een molecuul in de val te lokken, waardoor het experiment veel eenvoudiger wordt. Bovendien kan er met deze benadering gemeten worden aan moleculen waarbij het laserkoelen door hun quantumstructuur niet mogelijk is.
Het eEDM-programma richt zich op precisiemetingen aan de fundamentele eigenschappen van het elektron. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de extreem hoge elektrische velden binnenin sommige polaire moleculen. Om het gedrag van elektronen daar te bestuderen, moeten zulke moleculen worden afgeremd en stilgezet in een zogeheten optische val.
De nieuwe methode gebruikt een elektrisch veld om bundels inkomende moleculen als bariumfluoride (BaF) als een spiegel terug te kaatsen. Op het keerpunt staan de moleculen even stil en volstaat een enkel foton om het molecuul naar een hogere energie aan te slaan.
In het werk dat nu gepubliceerd is hebben de onderzoekers een methode gevonden om de moleculen direct na terugval op te vangen in de optische val voor nadere studie.
De groep in Groningen gaat de nieuwe procedure eerst testen en uiteindelijk toepassen in de molecuulopstelling van het instituut. Het doel van het eEDM-onderzoek is de meting van de elektrische symmetrie van het elektron met record-precisie.
Volgens het Standaardmodel van de deeltjesfysica zijn elektronen perfect symmetrische puntdeeltjes. Kleine afwijkingen daarvan kunnen al een aanwijzing zijn voor nieuwe natuurkunde die mogelijk voor grote deeltjesversnellers als op CERN niet bereikbaar is.
