中子电偶极矩实验中的 Johnson-Nyquist 噪声效应
核实验
2021-07-12 v2 原子物理
摘要
在中子电偶极矩（nEDM）实验中，用于产生静态电场的金属电极所产生的磁 Johnson-Nyquist 噪声（JNN）可能限制测量的灵敏度。我们在此首次针对采用共磁强计的大尺度长测量时间实验开展专门的 JNN 研究。在本研究中，我们推导了柱几何下特定频率带宽内的表面与体积平均均方根法向噪声幅度。此外，我们将噪声源建模为有限数量的电流偶极子，并展示了一种模拟 JNN 时间与三维空间依赖性的方法。这些计算被应用于估算 JNN 对保罗·谢勒研究所新装置 n2EDM 测量的影响。我们证明，该装置将使用的光泵浦 Cs 磁强计与 Hg 共磁强计的性能不受 JNN 限制。进一步，我们发现，在部署共磁强计系统的测量中，对于单次测量灵敏度低至 的 nEDM 搜寻，JNN 的影响可忽略不计；因此，使用经济且机械上占优的实心铝电极是可行的。
引用
@article{arxiv.2102.01658,
title = {Johnson-Nyquist Noise Effects in Neutron Electric-Dipole-Moment Experiments},
author = {N. J. Ayres and G. Ban and G. Bison and K. Bodek and V. Bondar and P. -J. Chiu and B. Clement and C. B. Crawford and M. Daum and S. Emmenegger and M. Fertl and A. Fratangelo and W. C. Griffith and Z. D. Grujić and P. G. Harris and K. Kirch and P. A. Koss and B. Lauss and T. Lefort and P. Mohanmurthy and O. Naviliat-Cuncic and D. Pais and F. M. Piegsa and G. Pignol and D. Rebreyend and I. Rienäcker and D. Ries and S. Roccia and K. U. Ross and D. Rozpedzik and P. Schmidt-Wellenburg and A. Schnabel and N. Severijns and B. Shen and R. Tavakoli Dinani and J. A. Thorne and R. Virot and N. Yazdandoost and J. Zejma and G. Zsigmond},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.01658},
year = {2021}
}