Eksperyment AEgIS

Spowalniacz antyprotonów (AD)
ELENA	Pierścień antyprotonowy o bardzo niskiej energii – dodatkowo spowalnia antyprotony pochodzące z AD
eksperymenty AD
ATENA	AD-1 Produkcja antywodoru i eksperymenty precyzyjne
PUŁAPKA	AD-2 Zimny antywodór do precyzyjnej spektroskopii laserowej
ASAKUZA	AD-3 Spektroskopia atomowa i zderzenia z antyprotonami
AS	Eksperyment z komórkami antyprotonowymi AD-4
ALFA	Aparat do fizyki lasera antywodorowego AD-5
Egida	AD-6 Eksperyment z antywodorem spektroskopia interferometrii grawitacyjnej
GBAR	AD-7 Zachowanie grawitacyjne antywodoru w spoczynku
BAZA	AD-8 Eksperyment symetrii barionowej i antybarionowej
PUMA	AD-9 Antyprotonowa anihilacja niestabilnej materii

AEgIS ( A ntmatter Experiment : gravity , I nterferometry, Spectroskopia ), AD-6 , to eksperyment w obiekcie Antiproton Decelerator w CERN . Jego głównym celem jest bezpośredni pomiar wpływu pola grawitacyjnego Ziemi na antywodoru ze znaczną precyzją. Pośrednie granice, które zakładają ważność np. uniwersalności swobodnego spadania , słabej zasady równoważności czy symetrii CPT również w przypadku antymaterii ograniczają anomalne zachowanie grawitacyjne do poziomu, na którym odpowiedzi mogą dostarczyć tylko precyzyjne pomiary. I odwrotnie, eksperymenty na antymaterii z wystarczającą precyzją są niezbędne do potwierdzenia tych fundamentalnych założeń. roku z powodzeniem uruchomiono dwa systemy laserowe o przestrajalnych długościach fal (dokładność kilku pikometrów ) i zsynchronizowane z nanosekundą w celu określonego wzbudzenia atomowego.

Konfiguracja eksperymentalna AEgIS i fizyka

Uproszczony model atomu antywodoru w stanie podstawowym

AEgIS spróbuje ustalić, czy grawitacja wpływa na antymaterię w taki sam sposób, jak na normalną materię , badając jej wpływ na wiązkę antywodorową. Aspirowana konfiguracja eksperymentalna wykorzystuje ugięcie Moiré do pomiaru pionowego przemieszczenia wiązki zimnych atomów antywodoru poruszających się w polu grawitacyjnym Ziemi.

W pierwszej fazie eksperymentu (trwającej do 2018 r.) antyprotony z Antiproton Decelerator (AD) o energii kinetycznej 5,3 MeV musiały przejść przez szereg folii aluminiowych, które działały jak tzw. degradatory, spowalniając ułamek szybkie antyprotony do kilku keV . Powolne antyprotony były następnie dalej schładzane przez łączenie ich z dodatkowymi elektronami uwięzionymi na zimno ( chłodzenie elektronów ) i ostatecznie uwięzione w pułapce Malmberga-Penninga . Intensywne radioaktywne źródło β ⁺ ( ²² Na) zostało użyte do wytworzenia pozytonów, które zostały zgromadzone w pułapce magazynowej typu Surko pod niskim ciśnieniem (3e-8 mbar). Te pozytony zostały wszczepione do nanostrukturalnej porowatej tarczy krzemowej w celu wydajnego tworzenia pozytonu (Ps) - nawet w temperaturach kriogenicznych w ultrawysokiej próżni (UHV) . Chmura pozytonu wyłaniająca się z celu została następnie wzbudzona do poziomu Rydberga n=16/17 za pomocą wywołanych laserem dwuetapowych przejść optycznych. Wewnątrz pułapki Malmberga-Penninga zachodziła reakcja wymiany ładunku między zimnymi antyprotonami a Rydberg-Ps, prowadząca do powstania antywodoru Rydberga z dużą wydajnością w postaci impulsu 4π.

${\ Displaystyle \ operatorname {Ps ^ {*} + {\ bar {p}} \ longrightarrow {\ bar {H ^ {*}}} + e ^ {- }} }$ (Reakcja wymiany ładunku)

W drugiej fazie eksperymentu, począwszy od 2021 roku, po pomyślnym podłączeniu AEgIS do nowego antyprotonowego pierścienia opóźniającego i magazynującego ELENA , atomy antywodoru Rydberga zostaną skierowane w wiązkę, która następnie przejdzie przez szereg siatek materii , centralna część ugięciomierza Moiré. Atomy antywodoru ostatecznie uderzą w powierzchnię detektora położenia i czasu, gdzie ulegną anihilacji . Obszary za kratami są zacienione, podczas gdy te za szczelinami nie. Miejsca zagłady odtwarzają okresowy wzór jasnych i zacienionych obszarów. Wzór ten jest bardzo wrażliwy na niewielkie pionowe przemieszczenia antyatomów podczas ich poziomego lotu - w ten sposób można określić siłę grawitacji Ziemi na antywodór.

Współpraca AEgIS

Laserowa konfiguracja eksperymentalna w AEgIS

Koordynator techniczny AEgIS Stefan Haider przed głównym aparatem. Usunięta część jest wśród kolegów nazywana „Słońcem”, ponieważ ma kilka instrumentów wystających z centralnego okrągłego kołnierza.

Współpraca AEgIS obejmuje następujące instytucje:

Uniwersytet w Bergen , Norwegia
Politechnika Warszawska , Polska
Instytut Badań Ramana w Indiach
Polska Akademia Nauk , Polska
Nikolaus-Kopernikus-Universität Toruń , Polska
INFN , Włochy
Uniwersytet w Liverpoolu , Wielka Brytania
Uniwersytet w Oslo , Norwegia
Czeski Uniwersytet Techniczny w Pradze , Republika Czeska
Université de Lyon , Francja
Uniwersytet Łotewski , Łotwa
Uniwersytet w Trydencie , Włochy
Politechnika w Mediolanie , Włochy
CERN , CERN

Zobacz też

Linki zewnętrzne