Intrappolamento di atomi di Francio per test di simmetrie fondamentali

S.Atutov, R.Calabrese, G.Mazzocca, L.Tomassetti

sin2θW

Violazione di parità e test del Modello Standard

n  L’interazione dominante nell’atomo è quella elettromagnetica, ma elettroni e nucleoni scambiano anche bosoni Z0 virtuali à hamiltoniana NON invariante per parità

n  Come cercare effetti di APV?

¨  Misura del rate per le transizioni proibite

¨  Metodo di interferenza Stark: n  Si usa un campo elettrico per consentire una transizione che conserva la

parità, che interferisce col termine che viola la parità:

n  Modulazione della direzione di polarizzazione del laser ⇒ misura del rate di

transizione ⇒ misura di Im(E1PV) ⇒ misura di ⇒ test del MS

)( 12

2

1

PVStarkStark

PViStark

EmkAAR

EeAR

I⋅+∝

+∝ ϑ

Dicroismo circolare per la transizione 7S-8S

n  Transizione tra i livelli 7S e 8S per atomi polarizzati ( ), in campo elettrico statico

n  Transizione tra i livelli 7S e 8S per atomi polarizzati ( ), in campo elettrico statico

n  Il rate di transizione cambia quando l’elicità è rovesciata à determinazione dell’effetto di violazione di parità à misura della carica debole à test del MS

Dicroismo circolare per la transizione 7S-8S

sin2θW

µ (GeV)

e+e- LEP, SLD

Cs Atomic PV νN deep inelastic

SLAC E158 (ee)

Risultati sperimentali

Q

Francio

" Alcalino più pesante (Z=87)

" Scoperto nel 1939 da M. Perey

" Studiato a ISOLDE (CERN) negli anni ‘70 e ‘80

Elemento radioattivo con isotopi di vita breve: Fr209: 50s Fr210: 3.2m Fr211: 3.1m Fr212: 20m Fr223: 22m

Raffreddamento laser " cicli di assorbimento ed emissione spontanea " impulso trasferito ≠ 0

MOT + Fr

L’esperimento a LNL

Setup LNL

Cella MOT di Fr

Fr

+

MOT di Rb + Fr

Opportunità di tesi

" Fisica Nucleare (produzione Fr) " Fisica dei fasci di particelle (trasporto Fr)

" Fisica dei laser (intrappolamento Fr+Rb)

" Fisica atomica (transizioni atomiche Fr)

Per informazioni: luca.tomassetti@fe.infn.it roberto.calabrese@fe.infn.it