dn < 310-26 ecm (90% CL)

[ecm]

The neutron EDM:

Progress at order of magnitudeper decadeStandard Model out of reachstrong contrains on e.g. Super Symmetry

exp. vs theory

Proposed limits on dn

(10-28) e·cm

C.A.Baker et al.,

Polarisator Analysator

B0 E

RF-Spule RF-Spule

Ww.-Zone Ww.-Zonefreie Präzession

B B BE E

-+

0ˆˆ

n eH B d E I I

Schema des EDM- Nachweises

Ramsey’s Technique

Ein in Richtung B ausgerichteter Kernspin

1 cos (2 )x resB B t

„Spitze“ des Spin-Vektors

Einstrahlen eines resonanten HF-Pulses:

…Auslenkung aus der Magnetfeldachse ( z-Achse ) : xB t

2. Kernspin bei „90° Puls“

• Ein „90°-Puls“ senkrecht zur B0 startet die Präzession

Ramsey-Resonanzkurve am nEDM Experiment (ILL-Grenoble)

Apparatus

Neutronstoragechamber

HV

B-fieldcoils

E = 7 kV/cm

B = 1 T

Hg co-magnetometer

Neutron EDM result

dn < 310-26 ecm

Role of magnetometry in neutron EDM experiments● sensitivity of magnetometer much higher than neutron EDM magnetometer → trace systematics● magnetometer should „see“ same magnetic field → quality of normalization● no induced false EDM signals

Reading light beam

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Bo

EUCNHg

Sensitivity per batch cycle: 200 fT

Sensitivity of neutron EDM magnetometer: 800 fT

K. Green et al., NIM A 404 (1998)381

T2 100 s

n Hg

Sensitivity figure

at present: visibility: 0.5 ( neutron polarisation ) electric field: E 7 kV/cm ( limited by Hg co–magnetometer ) storage time : T = 130 s ( limited by T2 of Hg co-magnetometer ) Nucn/batch : N 13000 ( ucn 1 cm-3 - UCN density !!! )

1 day of data ( 360 Ramsey-cycles ) : ecmEDMn25

, 104 1 year of data ( 250 days ) : ecmEDMn

26, 105.2

statistically limited !!!

2nd

E T N

x 1m

Angenommen das Neutronhätte die Größe der Erde...

dN < 310-26 e cm

nEDM Experiment am PNPI Gatchina

ecmd n25101.1 ( I.S. Altarev et al., Phys. At. Nucl. 59 ( 1996 )1152 )

UCN

BE

Isolatorringe aus Glaskeramik ( Sitall )

Prinzipskizze des 3He-Magnetometers

(1) Vakuumkammer(2) Cs-Magnetometer(3) 3He magnetometer(4) UCN Leiter(5) Shutter(6) UCN Doppelkammer(7) Ventile(8) Magn. Abschirmung(9) Kompressor(10) 3He Vorratszelle(11) 3He opt. Pumpzelle(12) 3He Reservoir

B

n2EDM PSI – Skizze des Gesamtaufbaus