Cavity-enhanced polarimetry

Abstract

Η ικανότητα να πραγματοποιούμε μετρήσεις κυκλικής διπλοθλαστικότητας με μεγάλη ακρίβεια,αποτελεί σημαντικό στόχο διαφορετικών ερευνητικών πεδίων της φυσικής, από την ανίχνευση νεώνφαινομένων φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο, έως την ανίχνευση χειρόμορφων μορίων σεβιολογικά δείγματα. Στην παρούσα διατριβή, παρουσιάζουμε τις αρχές λειτουργίας, όπως και τηνκατασκευή, ενός πρωτοπόρου πολωσιμέτρου υψηλής ευαισθησίας, που κάνει χρήση οπτικήςκοιλότητας συντονισμού για την απόλυτη μέτρηση χειρομορφίας, εφαρμόζοντας τεχνικές αφαίρεσηςυποβάθρου μέσω δύο καινοτόμων και άμεσων διαδικασιών αντιστροφής σημάτων.Πειράματα που εξετάζουν το φαινόμενο της Παραβίασης της Ομοτιμίας όπως αυτό παρατηρείταιστην ατομική φυσική, αποτελούν συνέχεια πειραμάτων υψηλών ενεργειών, και έχουν την δυνατότητανα ανιχνεύσουν νέα φαινόμενα φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο. Το ΚαθιερωμένοΠρότυπο προβλέπει την παρουσία ασθενούς ηλεκτροδιπολικής μετάβασης με πλάτος Ε1PNC μεταξύκαταστάσεων όμοιας ομοτιμίας σε ατομικά συστήματα. Η συμβολή αυτής, με μια επιτρεπτήμαγνητοδιπολική μετάβαση με πλάτος Μ1, οδηγεί στην εμφάνιση κυκλικής διπλοθλαστικότητας στοατομικό μέσο. Μέτρηση της συμβολής αυτής, και επομένως μέτρηση του Ε1PNC δίνει πρόσβαση σεθεμελιώδους παραμέτρους του Καθιερωμένου Προτύπου καθώς και σε παραμέτρους μοντέλων πέρααπό το Καθιερωμένο Πρότυπο. Στην παρούσα διατριβή, εξετάζουμε την δυνατότητα μέτρησης τηςκυκλικής διπλοθλαστικότητας λόγω Παραβίασης της Ομοτιμίας σε τρία καινούρια ατομικάσυστήματα, αυτά του Ξένου, του Υδραργύρου και του Ιωδίου. Αναλύεται εις βάθος η δυνατότητααπόκτησης παρατηρήσιμων σημάτων σε συγκεκριμένες μεταβάσεις για τα προτεινόμενα ατομικάσυστήματα. Θεωρητικές προσομοιώσεις υποδεικνύουν πως μετρήσεις με μεγάλη ευαισθησία, είναιεφικτές. Επιπροσθέτως, εξετάζεται η δυνατότητα διερεύνησης της εξάρτησης των φαινόμενωνπαραβίασης της ομοτιμίας από το πυρηνικό σπιν και τον αριθμό των νετρονίων στον πυρήνα τουατόμου, προσφέροντας την δυνατότητα μέτρησης της πυρηνικής μαγνητικής τοροειδούς ροπής στατρία καινούρια προτεινόμενα ατομικά συστήματα, οι οποίες εκτιμάται ότι θα συμπληρώσουν τις ήδηυπάρχουσες μετρήσεις στο άτομο του Θαλίου και του Κεσίου.Πειραματικές διατάξεις που κάνουν χρήση παλμικών πηγών φωτός αναπτύχθηκαν για την απόλυτημέτρηση της οπτικής ενεργότητας διαφόρων χειρόμορφων μορίων, εφικτό χάρις στην χρήση τεχνικώναντιστροφής σήματος. Συγκεκριμένα, μετρήσεις οπτικής ενεργότητας υπό συνθήκες κενούπραγματοποιήθηκαν, όπως και μετρήσεις σε ανοιχτό περιβάλλον, κάτι που αποτελεί καινοτόμοερευνητική εργασία. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της οπτικής ενεργότητας χειρόμορφωνμορίων σε υγρή κατάσταση.Τέλος, εξετάσαμε ένα σύστημα, σχεδόν εκφυλισμένων, καταστάσεων, όμοιας ομοτιμίας, στο Ξένο,με τον στόχο να χρησιμοποηθούν μελλοντικά για την διερεύνηση φαινομένων Παραβίασης τηςΟμοτιτμίας και Παραβίασης της Αντιστροφής του Χρόνου. Συγκεκριμένα, μετρήσεις του φαινομένουΣταρκ παρουσιάζονται και αναλύονται για μία εκ των εκφυλισμένων καταστάσεων υπό διερεύνηση.