論文の概要: Technical Proposal for the Atom Interferometer CERN Experiment (AICE) Facility
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.18743v1
- Date: Wed, 19 Aug 2026 09:54:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-20 20:13:55.367304
- Title: Technical Proposal for the Atom Interferometer CERN Experiment (AICE) Facility
- Title（参考訳）: 原子干渉計CERN実験(AICE)施設の技術提案
- Abstract要約: AICEは多用途で柔軟な長基線原子インターフェロメトリー施設として考えられている。
第一の科学的目標は、他の実験に到達できない質量範囲のボソニック超光暗黒物質(ULDM)を探索することである。
AICEは、22か国57の機関からなるTVLBAIプロトコラボレーションに支持されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4236516622486992
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present the technical proposal for the Atom Interferometer CERN Experiment (AICE), a $\mathcal{O}(100)$ m vertical atom interferometer to be installed against the wall of the PX46 access shaft to the LHC. AICE is conceived as a versatile and flexible long-baseline atom-interferometry facility whose primary scientific goal is probing for bosonic ultralight dark matter (ULDM) in a mass range inaccessible to other experiments, with a secondary goal of pioneering the exploration of gravitational waves (GWs) with frequencies in the range ${\sim}$0.03-3 Hz as a pathfinder for future longer-baseline detectors. The initial configuration employs ultracold $^{87}$Sr atoms in a single-photon 698-nm interferometer with three shaft-based atom sources in a multi-source gradiometer geometry, supported by one surface reference source for laser stabilisation and diagnostics, to target scalar ULDM. Operation with $^{88}$Sr will give sensitivity to axion-like particles (ALPs), vector ULDM with $B-L$ couplings and violation of the principle of equivalence, while a $^{171}$Yb upgrade will improve the sensitivity to $B-L$ couplings and equivalence violations. Probing the Einstein equivalence principle (EP) and measuring $α$ will proceed in parallel with the ULDM searches. A conceptual feasibility study and a detailed technical implementation study have established that PX46 is a uniquely mature and implementation-ready site, with no technical showstoppers. Completing site preparation works during LS3 would enable the subsequent installation and operation of AICE without impacting HL-LHC operations. The detector design builds on the VLBAI and MAGIS experiments and the AION-10 Technical Design Report, scaling the strontium gradiometer architecture to the $\sim$100 m baseline. AICE is endorsed by the TVLBAI Proto-Collaboration, comprising 57 institutions in 22 countries.
- Abstract（参考訳）: 我々は、LHCへのPX46アクセス軸の壁面に設置する$\mathcal{O}(100)$mの垂直原子干渉計であるAtom Interferometer CERN Experiment (AICE)の技術的提案を行う。
AICEは多目的で柔軟な長基線原子インターフェロメトリー施設として考えられており、その第一の目的は他の実験に到達できない質量範囲の超光暗黒物質(ULDM)を探索することであり、将来の長基線検出器のパスファインダーとして${\sim}$0.03-3 Hzの周波数で重力波(GWs)の探索を先駆することである。
初期構成では、単一光子698-nm干渉計で超低温の$^{87}$Sr原子を3つのシャフトベースの原子源をマルチソースのグラディオメーターで使用し、レーザー安定化と診断のための1つの表面基準源によって支持され、スカラーULDMを標的としている。
axion-like particles (ALPs)、ベクトルULDMと$B-L$結合と等価性の原則に違反し、$^{171}$Ybのアップグレードにより$B-L$結合と等価性の違反に対する感度が向上する。
Einstein equivalence principle (EP) と$α$の測定は、ULDM検索と並行して行われる。
概念的実現可能性研究と詳細な技術的実装研究により、PX46は技術的ショートッパーを持たない、一意に成熟した実装可能なサイトであることが判明した。
LS3の現場準備作業の完了は、HL-LHCの運用に影響を与えることなく、その後のAICEの設置と運用を可能にした。
検出器の設計はVLBAIとMAGISの実験とAION-10テクニカル・デザイン・レポートに基づいており、Strontium gradiometerアーキテクチャを$\sim$100 mベースラインに拡張した。
AICEは、22か国57の機関からなるTVLBAIプロトコラボレーションに支持されている。
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