New search for the Neutron Electric Dipole Moment using ultracold neutrons at the Spallation Neutron Source

This document introduces the planned new search for the neutron Electric Dipole Moment at the Spallation Neutron Source at the Oak Ridge National Laboratory. A spin precession measurement is to be carried out using Ultracold neutrons diluted in a superfluid Helium bath at T = 0.5 K, where spin polarized 3He atoms act as detector of the neutron spin polarization. This manuscript describes some of the key aspects of the planned experiment with the contributions from Caltech to the development of the project.

Techniques used in the design of magnet coils for Nuclear Magnetic Resonance were adapted to the geometry of the experiment. Described is an initial design approach using a pair of coils tuned to shield outer conductive elements from resistive heat loads, while inducing an oscillating field in the measurement volume. A small prototype was constructed to test the model of the field at room temperature.

A large scale test of the high voltage system was carried out in a collaborative effort at the Los Alamos National Laboratory. The application and amplification of high voltage to polished steel electrodes immersed in a superfluid Helium bath was studied, as well as the electrical breakdown properties of the electrodes at low temperatures. A suite of Monte Carlo simulation software tools to model the interaction of neutrons, 3He atoms, and their spins with the experimental magnetic and electric fields was developed and implemented to further the study of expected systematic effects of the measurement, with particular focus on the false Electric Dipole Moment induced by a Geometric Phase akin to Berry’s phase.

An analysis framework was developed and implemented using unbinned likelihood to fit the time modulated signal expected from the measurement data. A collaborative Monte Carlo data set was used to test the analysis methods.

Free-fall in a uniform gravitational field in noncommutative quantum mechanics

We study the free-fall of a quantum particle in the context of noncommutative quantum mechanics (NCQM). Assuming noncommutativity of the canonical type between the coordinates of a two-dimensional configuration space, we consider a neutral particle trapped in a gravitational well and exactly solve the energy eigenvalue problem. By resorting to experimental data from the GRANIT experiment, in which the first energy levels of freely falling quantum ultracold neutrons were determined, we impose an upper-bound on the noncommutativity parameter. We also investigate the time of flight of a quantum particle moving in a uniform gravitational field in NCQM. This is related to the weak equivalence principle. As we consider stationary, energy eigenstates, i.e., delocalized states, the time of flight must be measured by a quantum clock, suitably coupled to the particle. By considering the clock as a small perturbation, we solve the (stationary) scattering problem associated and show that the time of flight is equal to the classical result, when the measurement is made far from the turning point. This result is interpreted as an extension of the equivalence principle to the realm of NCQM. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3466812]

Miocene lithological, foraminiferal and palynological data from the Belverde borehole (Portugal)

XVIII Jornadas de Paleontología, 2002

Ús de revistes electròniques de compra consorciada del CBUC (2000-2003)

Anàlisi de les estadístiques d'ús de revistes electròniques contractades pel Consorci de Biblioteques Universitàries de Catalunya (CBUC) durant el període 2000-2003. Es presenta l'evolució temporal i el grau de dispersió de l'ús com a marc del càlcul i l'avaluació del "guany consorcial", contemplat com el percentatge d'ús dels títols que anteriorment no eren subscrits en suport paper i que han estat contractats gràcies a les economies d'escala de la compra consorciada. El treball s'ha realitzat amb la intenció d'analitzar el període de canvi del suport paper al digital en les col· leccions de les biblioteques membres del CBUC, període en el que encara els usuaris mantenen accés en paper a col· leccions retrospectives i a algunes subscripcions vives, i en el que la comparació amb les col·leccions prèvies en paper es fa amb una proximitat cronològica acceptable.

Memòria científica de l'estada de recerca fora de Catalunya

Estudi elaborat a partir d’una estada a l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (França), entre els mesos de setembre a novembre del 2005, col·laborant amb el Profesor Jérôme Margueron. La motivació d'aquest estudi sorgeix en el marc de les explosions de supernoves del tipus II. A l'interior d'aquestes supernoves s'hi formen protoestels de neutrons composats d'una matèria densa d'hadrons en interacció amb una quantitat ingent de neutrins. El temps d'escapament d'aquests neutrins és important per evaluar llur influència en l'ona de xoc que, a l'exterior del protoestel, intenta escapar del col∙lapse gravitatori i fer esclatar la supernova. En aquest intent de modelitzar l'interior dels protoestels de neutrons, s’ha tractat una matèria hadrònica composada per nucleons (neutrons i protons) i lambdes, deixant per a estudis futurs la influència de la resta d'hiperons ja que la sola presència de les lambdes altera significativament la resposta del medi en front de pertorbacions externes. Com a resultat de l’estudi s’ha obtingut, doncs, el camí lliure mig dels neutrins en la matèria hadrònica.

Estudi sobre equalització electrònica per a sistemes de comunicació per fibra òptica

Estudi realitzat a partir d’una estada a Bell Labs (Lucent Technologies), New Jersey (Estats Units), entre el 15 de setembre de 2005 i el 15 de gener de 2006. Els sistemes de transmissió per fibra òptica fonamenten les principals xarxes de comunicacions. A mesura que la demanda d’ample de banda per usuari creixi, seran necessaris nous sistemes que siguin capaços de cobrir les necessitats a curt i llarg termini. La tecnologia dels sistemes òptics limita fortament la complexitat dels sistemes de transmissió / recepció en comparació, per exemple, als sistemes d’ones de ràdio. La tendència és la de dissenyar sistemes avançats amb detecció directa i mirar d’aplicar tècniques bàsiques de processat del senyal. Una d’aquestes tècniques és l’equalització electrònica, és a dir, fer ús de les tècniques de processament del senyal per tal de compensar la distorsió introduïda pel canal, deguda per una o diverses degradacions típiques: dispersió cromàtica, efectes no lineals, dispersió del mode de polarització (PMD) ... Dins d’un entorn comercial d’empresa, s’ha avaluat el funcionament dels sistemes d’equalització FFE-DFE aixi com MLSE en presència de dispersió cromàtica i/o dispersió del mode de polarització (PMD) en transmissions NRZ/RZ.

Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.

Characterisation of neutron spectra in mixed high energy fields in lineal accelerators: response functions validation

Actualment, la resposta de la majoria d’instrumentació operacional i dels dosímetres personals utilitzats en radioprotecció per a la dosimetria neutrònica és altament dependent de l’energia dels espectres neutrònics a analitzar, especialment amb camps neutrònics amb una important component intermitja. En conseqüència, la interpretació de les lectures d’aquests aparells es complicada si no es té un coneixement previ de la distribució espectral de la fluència neutrònica en els punts d’interès. El Grup de Física de les Radiacions de la Universitat Autònoma de Barcelona (GFR-UAB) ha desenvolupat en els últims anys un espectròmetre de neutrons basat en un Sistema d’Esferes Bonner (BSS) amb un contador proporcional d’3He com a detector actiu. Els principals avantatges dels espectròmetres de neutrons per BSS són: la seva resposta isotròpica, la possibilitat de discriminar la component neutrònica de la gamma en camps mixtos, i la seva alta sensibilitat neutrònica als nivells de dosi analitzats. Amb aquestes característiques, els espectròmetres neutrònics per BSS compleixen amb els estándards de les últimes recomanacions de la ICRP i poden ser utilitzats també en el camp de la dosimetria neutrònica per a la mesura de dosis en el rang d’energia que va dels tèrmics fins als 20 MeV, en nou ordres de magnitud. En el marc de la col•laboració entre el GFR - UAB i el Laboratorio Nazionale di Frascati – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (LNF-INFN), ha tingut lloc una experiència comparativa d’espectrometria per BSS amb els feixos quasi monoenergètics de 2.5 MeV i 14 MeV del Fast Neutron Generator de l’ENEA. En l’exercici s’ha determinat l’espectre neutrònic a diferents distàncies del blanc de l’accelerador, aprofitant el codi FRUIT recentment desenvolupat pel grup LNF. Els resultats obtinguts mostren una bona coherència entre els dos espectròmetres i les dades mesurades i simulades.

Disseny i aplicació del protocol d'instal·lació d'energia fotovoltaica en edificis aïllats de la xarxa elèctrica al PNAP

En el perímetre del parc es troben gran nombre d’edificacions amb mancances de subministrament elèctric per la gran dispersió de la població de la comarca. L’objectiu d’aquest estudi és desenvolupar un protocol per determinar la viabilitat de l’energia fotovoltaica en edificis aïllats i aplicar-la de forma pilot a dos edificis gestionats pels responsables del Parc Natural de l’Alt Pirineu: el Centre de Logística i Manteniment (CLM) i el Refugi del Fornet. Aquests han estat escollits per la seva representativitat com a edificis aïllats de la xarxa elèctrica convencional. S’ha elaborat una metodologia pròpia, el Protocol d’instal·lació d’energia fotovoltaica en edificis aïllats de la xarxa elèctrica. S’ha realitzat una anàlisi de sensibilitats del dimensionat fotovoltaic davant la modificació de diversos paràmetres rellevants. Això ha permès determinar les característiques òptimes de viabilitat per als dos edificis en estudi i el cost de la instal·lació fotovoltaica (17.183€ el CLM i 164.815 € el Refugi del Fornet). Els resultats obtinguts en els dos edificis pilot han mostrat el gran cost relatiu entre l’energia fotovoltaica i l’energia elèctrica produïda a partir de combustibles fòssils.