A bright beam of laser cooled BaF molecules for precision experiments
Laserkoelen voor precisie-experimenten
Intense bundels van koude moleculen zijn veelbelovende quantum mechanische sensoren waarmee de eigenschappen van fundamentele deeltjes uiterst precies kunnen worden gemeten. Op die manier kan indirect fundamentele natuurkunde worden onderzocht op een energieschaal die buiten het bereik ligt van grootschalige deeltjesversnellers. De nauwkeurigheid van deze molecuulexperimenten is proportioneel aan het aantal moleculen dat wordt gedetecteerd, veelal enkele meters stroomafwaarts van het punt waar de -significant divergente- bundel wordt gemaakt. Het experiment kan dus nauwkeuriger worden door de bundel te collimeren en de divergentie te verminderen, zodat een grotere hoeveelheid moleculen succesvol door het hele experiment kan vliegen. Dit kan worden bereikt door de molecuulbundel in beide transversale richtingen (2D) te laser koelen. Deze revolutionaire techniek uit de atoomfysica is toe te passen op moleculen door hun complexe structuur.
In zijn proefschrift presenteert Joost van Hofslot een demonstratie en analyse van het 2D transversaal laserkoelen van een gefocuseerde, cryogene bundel van BaF moleculen. De resultaten tonen dat, met enkele vervolgstappen, de implementatie van het laserkoelen ervoor zorgt dat er 100 keer meer moleculen aan de beoogde precisiemeting kunnen deelnemen. Dit vormt een cruciale stap op weg naar een gevoelige meting van het electron electric dipool moment (eEDM), een aantrekkelijke parameter voor het ontdekken van nieuwe natuurkunde.
Joost van Hofslot voerde zijn onderzoek uit bij het Van Swinderen Institute, afdeling Precision Frontier. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij de Radboud Universiteit