FID signal analysis and new DAQ system in the nEDM experiment

Eksperyment nEDM przeprowadzany w Instytucie Paula Scherrera, w Villigen w Szwaj-carii mierzy elektryczny moment dipolowy neutronu. Ważnym elementem układu ekspe-rymentalnego jest kohabitujący magnetometr oparty na atomach 199 Hg. Przedmiotempierwszej części niniejszej pracy są rozważania na temat analizy sygnału FID pochodzą-cego z magnetometru. Zaproponowane jest nowe podejście do jego analizy oraz metodyszacowania w niej niepewności statystycznych i systematycznych. Krok po kroku, przed-stawiona jest analiza dwóch przykładowych zestawów danych. Ponadto, zaprezentowanejest oprogramowanie służące zarówno do przeprowadzania tej analizy, jak i do badaniaposzczególnych jej kroków. Druga część pracy prezentuje projekt nowego rozwiązaniado kontroli i akwizycji danych w eksperymencie nEDM. Przedstawione są wyniki ilościo-wych testów dotyczących możliwości czasowych, ADC i DAC, które dowodzą gotowościsystemu do wdrożenia w układ eksperymentalny.

The nEDM experiment, carried out in the Paul Scherrer Institute in Villigen, Switzer-land, measures the electric dipole moment of the neutron. An important part of theset–up is the 199Hg cohabiting magnetometer. A thorough research on the magnetome-ter FID signal analysis is presented in the first part of this thesis. A new approachto the analysis is proposed, together with routines to assess statistical and systematicuncertainties. A full, step–by–step analysis of two example data sets is demonstrated.Additionally, a software to investigate and perform the analysis is published. The secondpart of this thesis presents a design of a new control and data acquisition system forthe nEDM experiment. Results of quantitative tests of the system’s ADC, DAC andtiming capabilities are presented, proving that the system is ready to be deployed in theexperimental set–up.