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Search for physics beyond the standard model with highly charged ions

Spectroscopy has been a central tool in modern physics: it has helped us understand atomic structure, the expansion of the universe and the composition of exoplanet atmospheres. Today, high-precision spectroscopy is one of the mos... ver más

31/10/2029

MPG

2M€

Presupuesto del proyecto: 2M€

Líder del proyecto

MAXPLANCKGESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSE... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

Financiación concedida El organismo HORIZON EUROPE notifico la concesión del proyecto el día 2024-10-07

ERC-2024-STG: ERC STARTING GRANTS Scope:Objectives

I+D

Cerrada hace 1 año

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Características del participante

Este proyecto no cuenta con búsquedas de partenariado abiertas en este momento.

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No hay información privada compartida para este proyecto. Habla con el coordinador.

1 Participantes

MPG

2.50M€ | Lider

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Duración del proyecto: 60 meses Fecha Inicio: 2024-10-07
Fecha Fin: 2029-10-31

Líder del proyecto

MAXPLANCKGESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSE... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Presupuesto del proyecto 2M€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto Spectroscopy has been a central tool in modern physics: it has helped us understand atomic structure, the expansion of the universe and the composition of exoplanet atmospheres. Today, high-precision spectroscopy is one of the most promising tools for investigating some of the most fundamental open questions: many theories beyond the standard model of particle physics can be tested by detecting tiny changes in atomic transition frequencies caused by the interaction with new particles, new forces or the variation of fundamental constants. An especially attractive target is the search for temporal or spatial variations of the fine-structure constant, which is predicted by several different theories. Highly-charged ions (HCIs) are especially well suited for this search, as they have transitions that are over an order of magnitude more sensitive to the fine structure constant than most other atomic systems. The precision necessary for these measurements will soon be within reach, thanks to recent demonstrations of sympathetic cooling and quantum-logic spectroscopy of HCIs. I propose an experiment that simultaneously probes two of the most sensitive transitions in HCIs using quantum logic spectroscopy and directly compares their transition frequencies. This method doubles the advantage of their enhanced sensitivities and reduces systematic effects introduced by an indirect comparison via the SI second standard. Together, these gains will allow an improvement of over two orders of magnitude on current bounds on the temporal variation of the fine-structure constant. I will also take advantage of the exotic nature of these extreme atoms to test further theories of fundamental physics. In particular, I plan to exploit their enhanced Rutherford scattering cross section to determine an improved limit on the number density of proposed millicharged dark matter particles. This data will help narrow down the most viable theories for physics beyond the standard model.

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