Spettroscopia di precisione su molecole stabili fredde
Grazie all’avvento dei sintetizzatori di pettini di frequenze ottiche basati su laser a femto-secondi in regime di “mode-locking”, il settore della spettroscopia di precisione sta vivendo una crescita straordinaria. Questo ha permesso di elaborare esperimenti sempre più ambiziosi finalizzati a verificare le leggi fondamentali della fisica con una sensibilità senza precedenti. Poiché la risoluzione ultima ottenibile in qualsiasi misurazione spettroscopica è limitata dal tempo di interazione tra la particella in esame con il campo di radiazione, tali esperimenti trarrebbero enorme beneficio dalla possibilità di interrogare molecole estremamente lente, ottenute mediante le tecniche di raffreddamento / intrappolamento emergenti. A questo scopo, sulla base di un “cryo-cooler” a due stadi, abbiamo realizzato una macchina di “buffer gas cooling” in cui la specie molecolare di interesse è portata a temperature traslazionali e rotazionali prossime ad 1 K tramite collisioni con un gas di buffer di elio in una cella criogenica. Quindi, mediante espansione in alto vuoto, viene formato un fascio di molecole fredde e decelerate. Per l’interrogazione spettroscopica di tali campioni, verrà utilizzato uno schema di eccitazione basato su frange di Ramsey a due fotoni, dove un laser di probe nel medio infrarosso (con larghezza di riga ultra-stretta) viene agganciato in fase ad un pettine di frequenze ottiche appositamente sviluppato, a sua volta riferito allo standard primario di cesio mediante il link nazionale in fibra ottica. In questo quadro, si intraprende una nuova generazione di test a bassa energia del Modello Standard (variazione temporale delle costanti fondamentali e rilevamento di materia oscura assionica) nonché di studi di alta precisione dei fenomeni astrofisici su scala di laboratorio.