Astroparticle Physics with a Trapped Electron
俘获电子的天体粒子物理学
基本信息
- 批准号:EP/Y036263/1
- 负责人:
- 金额:$ 269.44万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:英国
- 起止时间:2024 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
No one knows what 84% of the matter in the universe is, and the goal of APTE is tofind out. APTE will investigate two leading types of dark matter: axions and millichargedparticles. Axions not only resolve a longstanding puzzle in particle physics, but if theirmass is 0.001-1 meV they are an excellent dark matter candidate. Millicharged particlesarise in some theories beyond the Standard Model and have recently been suggested as a com-ponent of dark matter that could explain the anomalous cooling of hydrogen in the early universe.APTE will use an electron in a cryogenic Penning trap in an entirely new application: aquantum sensor for astroparticle physics. The radial modes of the trapped electron will bemonitored for transitions caused by collisions with millicharged dark matter or the absorptionof single microwave photons from axion decays. Changes in radial quantum state will beimprinted onto the trapped electron's axial frequency using a strong magnetic inhomogeneity,the same principle as used to measure the electron magnetic moment. Drawing on myexperience in BASE, one of the world's most sensitive cryogenic Penning traps, I will pioneerthe use of advanced phase sensitive measurement protocols of my own invention. These willbe used to monitor the electron's axial frequency for phase jumps which occur when the radialmode changes. With this electron single photon counter we will be able to overcome the Stan-dard Quantum Limit which severely degrades our ability to investigate axion masses > 0.04 meV.APTE will perform a first search for dark matter axions with masses around 0.128 meVand millicharged dark matter particles with masses up to at least 1 GeV and charges 10^-1 to 10^-7 e. Both measurements probe important theories in a regime where there is currently nodata and few proposed experiments. This ground-breaking project will lay the foundations fora future program of axion searches, as well as other applications in fundamental physics.
没有人知道宇宙中84%的物质是什么,APTE的目标是找出答案。APTE将研究两种主要类型的暗物质:轴子和毫电荷粒子。轴子不仅解决了粒子物理学中的一个长期难题,而且如果它们的质量是0.001-1 mev,它们就是一个很好的暗物质候选者。在标准模型之外的一些理论中出现了毫厘粒子,最近被认为是暗物质的一个组成部分,可以解释早期宇宙中氢的异常冷却。APTE将在一个全新的应用中使用低温彭宁陷阱中的电子:用于天体粒子物理的水量子传感器。俘获电子的径向模式将被监测,以确定与毫升暗物质的碰撞或轴子衰变对单个微波光子的吸收所引起的跃迁。径向量子态的变化将利用强磁不均匀作用在被俘获电子的轴向频率上,这与测量电子磁矩的原理相同。根据我在BASE的经验,我将率先使用我自己发明的先进的相敏测量协议。BASE是世界上最敏感的低温潘宁陷阱之一。这些将被用来监测电子的轴向频率,以防止当径向模式改变时发生的相位跳跃。有了这个电子单光子计数器,我们将能够克服标准量子极限,它严重降低了我们研究轴子质量&0.04 meV的能力。APTE将首先搜索质量约为0.128 meV的暗物质轴子,以及质量至少为1GeV、电荷为10^-1到10^-7e的毫升暗物质粒子。这两项测量都在目前没有数据和几乎没有拟议实验的情况下探索重要的理论。这一开创性的项目将为未来的轴子搜索计划以及基础物理中的其他应用奠定基础。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Jack Devlin其他文献
A Proposal for a Low‐Frequency Axion Search in the 1–2 μ$umu$ eV Range and Below with the BabyIAXO Magnet
使用 BabyIAXO 磁铁在 1-2 μ$umu$ eV 范围及以下进行低频轴子搜索的建议
- DOI:
- 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:3
- 作者:
S. Ahyoune;Alejandro Álvarez Melcón;S. Arguedas Cuendis;S. Calatroni;C. Cogollos;Jack Devlin;A. Díaz;D. Díez;B. Döbrich;Javier Galindo;J. D. Gallego;J. García;B. Gimeno;J. Golm;Yikun Gu;L. Herwig;Igor García Irastorza;A. Lozano;C. Malbrunot;Jordi Miralda;J. Monzó;P. Navarro;J. R. Navarro;Javier Redondo;José Reina‐Valero;K. Schmieden;Tim Schneemann;M. Siodlaczek;S. Ulmer;W. Wuensch - 通讯作者:
W. Wuensch
Jack Devlin的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Jack Devlin', 18)}}的其他基金
A Quantum Jump Sensor for Dark Matter Detection
用于暗物质检测的量子跃迁传感器
- 批准号:
ST/W006650/1 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Research Grant
相似国自然基金
Understanding complicated gravitational physics by simple two-shell systems
- 批准号:12005059
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
Chinese Physics B
- 批准号:11224806
- 批准年份:2012
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Science China-Physics, Mechanics & Astronomy
- 批准号:11224804
- 批准年份:2012
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Frontiers of Physics 出版资助
- 批准号:11224805
- 批准年份:2012
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Chinese physics B
- 批准号:11024806
- 批准年份:2010
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
相似海外基金
Collaborative Research: Novel Plasma Physics of Trapped Antimatter
合作研究:捕获反物质的新型等离子体物理学
- 批准号:
2205620 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: Novel Plasma Physics of Trapped Antimatter
合作研究:捕获反物质的新型等离子体物理学
- 批准号:
2205506 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Standard Grant
Tabletop particle physics using trapped molecules in noble-gas ice
使用稀有气体冰中捕获分子的桌面粒子物理
- 批准号:
562058-2021 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
University Undergraduate Student Research Awards
Physics with Trapped Antihydrogen
俘获反氢物理学
- 批准号:
EP/L014734/1 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Research Grant
Physics with Trapped Antihydrogen
俘获反氢物理学
- 批准号:
EP/L014718/1 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Research Grant
A trapped atomic ion as a quantum probe for superconducting physics
被捕获的原子离子作为超导物理的量子探针
- 批准号:
421592-2012 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Postgraduate Scholarships - Doctoral
Physics with Trapped Antihydrogen
俘获反氢物理学
- 批准号:
EP/L014769/1 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Research Grant
CAREER: Fundamental Physics Through Precision Measurements of Trapped Charged Particles
职业:通过精确测量捕获的带电粒子进行基础物理学
- 批准号:
1255170 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Continuing Grant
A trapped atomic ion as a quantum probe for superconducting physics
被捕获的原子离子作为超导物理的量子探针
- 批准号:
421592-2012 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Postgraduate Scholarships - Doctoral
Innovative research on strongly coupled plasma physics by using AC trapped large number of charged particles
利用交流捕获大量带电粒子进行强耦合等离子体物理的创新研究
- 批准号:
24540536 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 269.44万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)














{{item.name}}会员




