Ra EDM实验用高压电极的表面处理与放电 conditioning

Ra EDM实验使用一对高压电极来搜寻$^{225}$Ra的原子电偶极矩。我们使用相同的、平面平行的电极，其主高梯度表面为200 mm$^2$，以产生可逆直流电场。我们的统计灵敏度与电极间隙中的电场强度成正比。我们借鉴加速器物理文献中的表面去污和处理技术，对新制造的一组大晶粒铌和2级钛电极进行化学抛光和清洗。三对铌电极和一对钛电极使用定制高压测试站在高达$+52.5$ kV/mm和$-51.5$ kV/mm的电场强度下、电极间隙尺寸从0.4 mm到2.5 mm范围内进行了放电conditioning。一对大晶粒铌电极经放电conditioning并验证可在$\pm 20$ kV/mm下运行，稳态泄漏电流$\leq 25$ pA（$1\sigma$），极性平均每小时$98 \pm 19$次放电。这些电极被安装到Ra EDM实验装置中，替换了一对铜电极，并重新验证至$\pm 20$ kV/mm。铌电极的电场强度表现比原有铜电极高3.1倍，并最终受限于我们30 kV双极性电源的最大输出。