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Triumf超电压中子源和电偶极矩设备的估计性能
Estimated performance of the TRIUMF ultracold neutron source and electric dipole moment apparatus
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论文摘要
搜索中子（NEDM）的永久性电偶极矩（NEDM）对粒子物理的标准模型以外的理论提供了强大的限制。 Tucan合作构建了一个超速中子（UCN）的来源和一个设备，可以在加拿大温哥华的Triumf搜索NEDM。 在这项工作中，我们估计，基于超级荧光氦转换器的剥离驱动的UCN源将提供$（1.38 \ pm0.02）\ times 10^7 $偏振UCN，密度为$ 217 \ pm3 $ 〜ucn/cm $^3 $的密度为$ 217 \ pm3 $ 〜uc〜pm 3 $^3 $。 使用$（1.51 \ pm0.02）\ times 10^6 $中子在拉姆西周期后检测到的中子，每个存储周期的NEDM搜索的统计灵敏度将为$（1.94 \ pm0.06）\ times 10^{ - 25} \ times 10^{ - 25} \，E $ CM（1 $σ$）。 $ 10^{ - 27} \的目标灵敏度可以在$ 280 \ pm16 $测量天内达到E $ cm（1 $σ$）。
Searches for the permanent electric dipole moment of the neutron (nEDM) provide strong constraints on theories beyond the Standard Model of particle physics. The TUCAN collaboration is constructing a source for ultracold neutrons (UCN) and an apparatus to search for the nEDM at TRIUMF, Vancouver, Canada. In this work, we estimate that the spallation-driven UCN source based on a superfluid helium converter will provide $(1.38\pm0.02) \times 10^7$ polarized UCN at a density of $217\pm3$~UCN/cm$^3$ to a room-temperature EDM experiment per fill. With $(1.51\pm0.02) \times 10^6$ neutrons detected after the Ramsey cycle, the statistical sensitivity for an nEDM search per storage cycle will be $(1.94\pm0.06) \times 10^{-25}\,e$cm (1$σ$). The goal sensitivity of $10^{-27}\,e$cm (1$σ$) can be reached within $280\pm16$ measurement days.
