Research, development and commissioning of a novel bitter-coil quadrupole for atomic fountain studies at TRIUMF
Notice bibliographique
Résumé
While studying the fundamental building blocks of the universe, high precision is required to characterise matter and antimatter systems, such as hydrogen and antihydrogen. On-going experiments, such as ALPHA at CERN, have measured antihydrogen energy levels to high precision, and started probing gravitational properties of antimatter. However, it is likely that these experiments will eventually be limited by systematic errors, prompting the question: how can these measurements be improved? The Hydrogen-Antihydrogen Infrastructure at Canadian Universities (HAICU) aims to address this by employing quantum sensing techniques, such as Raman and Ramsey interferometry. These approaches have the potential to offer superior precision and help reduce systematic uncertainties. A key goal of HAICU is to implement atomic fountain techniques, which enable high-precision measurements in near-zero magnetic field regions. Hydrogen is initially used as a proxy to demonstrate the feasibility of these methods for antihydrogen. Realising such a fountain system requires sig nificant research and development, particularly for the magnetic minimum trap. To this end, a novel Bitter-coil–based magnet system is being developed. Unlike traditional superconducting magnets, this design offers improved optical access and operational robustness, without the need for cryogenic systems. At the core of the trap is a quadrupole composed of four identical packs, which radially confine cold (< 50 ms-¹) hydrogen atoms. These quadrupole packs operate alongside axial coils to shape the magnetic field geometry for capturing and cooling hydrogen atoms. As part of the R & D effort, a single quadrupole pack was constructed and subjected to extensive testing, including an 8-hour thermal load trial and magnetic field mapping. The pack sustained a stable field of (127.8 ± 6.4) mT at 15 mm from its surface, with temperature increases of (2.9–4.6◦C) relative to the inlet water, under a 1200 A current. These results matched simulation predictions and set the benchmark for the remaining packs. This work establishes a robust testing framework and construction standard for the phase 1 magnetic minimum trap, in coordination with the axial coils, Zeeman decelerator, and detection systems
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».