БАЗОВЫЙ эксперимент
| ЕЛЕНА | Антипротонное кольцо сверхнизкой энергии - еще больше замедляет антипротоны, исходящие от AD. |
|---|---|
| эксперименты по AD | |
| АФИНА | АД-1 Производство антиводорода и прецизионные эксперименты |
| ЛОВИТЬ | АД-2 Холодный антиводород для точной лазерной спектроскопии |
| АСАКУСА | АД-3 Атомная спектроскопия и столкновения с антипротонами |
| ТУЗ | AD-4 Эксперимент с антипротонной клеткой |
| АЛЬФА | АД-5 Аппарат антиводородной лазерной физики |
| ИЭГИС | АД-6 Антиводородный эксперимент гравитационная интерферометрическая спектроскопия |
| ГБАР | AD-7 Гравитационное поведение покоящегося антиводорода |
| БАЗА | AD-8 Эксперимент по барионной антибарионной симметрии |
| ПУМА | AD-9 Антипротонная аннигиляция нестабильной материи |
BASE ( антибарионной барион- ) симметрии , AD-8, представляет Эксперимент по собой многонациональную совместную работу на Антипротонного замедлителя базе в ЦЕРН , Женева. Цель сотрудничества Японии и Германии BASE [1] представляют собой высокоточные исследования фундаментальных свойств антипротона , а именно отношения заряда к массе и магнитного момента .
Экспериментальная установка
[ редактировать ]Отдельные антипротоны хранятся в усовершенствованной системе ловушек Пеннинга , в основе которой лежит система с несколькими ловушками. Он состоит из резервуарной ловушки, [2] прецизионная ловушка, ловушка для анализа и охлаждающая ловушка. Ловушка-резервуар способна хранить антипротоны в течение нескольких лет. [3] и позволяет BASE проводить эксперименты независимо от циклов ускорителя. Прецизионная ловушка предназначена для высокоточных измерений частоты, а ловушка для анализа имеет наложенную сильную неоднородность магнитного поля, которая используется для с переворотом спина спектроскопии одной частицы . Измеряя скорость переворота вращения как функцию частоты внешнего магнитного привода, получают резонансную кривую. Вместе с измерением циклотронной частоты извлекается магнитный момент.
БАЗОВАЯ физика
[ редактировать ]Коллаборация BASE разработала методы наблюдения первых переворотов спина одиночного захваченного протона. [4] и применил технику двойной ловушки для измерения магнитного момента протона с дробной точностью в три миллиарда. [5] позже была улучшена до точности 300 частей на триллион, [6] Это наиболее точное измерение этого фундаментального свойства протона. С изобретением метода «две частицы/три ловушки» BASE измерила магнитный момент антипротона с точностью до 1,5 частей на миллиард, что улучшило предыдущее самое точное сравнение протонов и антипротонов в этом секторе. [7] более чем в 3000 раз. Это измерение представляет собой один из самых строгих на сегодняшний день тестов CPT-инвариантности с барионами и устанавливает самые строгие на сегодняшний день ограничения на взаимодействие антиматерии и темной материи. [8]
Вдохновленная этой работой, BASE также использовала детекторы-ловушки Пеннинга в качестве аксионных галоскопов и установила строгие узкополосные лабораторные ограничения на преобразование аксионов в фотоны. [9]
В 2022 году BASE измерила, что отношения заряда к массе протонов и антипротонов равны с точностью до 16 частей на триллион. [10] [11] Это измерение представляет собой наиболее точную проверку CPT-инвариантности в барионном секторе и устанавливает первые дифференциальные ограничения на принцип слабой эквивалентности часов с использованием барионной антиматерии.
БАЗОВОЕ сотрудничество
[ редактировать ]
В сотрудничество BASE входят следующие учреждения:
- КОРОЛЕВСТВО , Япония
- Токийский университет , Япония
- Институт ядерной физики Макса Планка , Германия
- Университет Майнца , Германия
- GSI , Германия
- Университет Лейбница в Ганновере , Германия
- PTB, Брауншвейг , Германия
- ETH Цюрих , Швейцария
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «официальный сайт BASE» .
- ^ Сморра, К.; Мозер, А.; Франке, К.; Нагахама, Х.; Шнайдер, Г.; Хигучи, Т.; Горп, СВ; Блаум, К.; Мацуда, Ю.; Квинт, В.; Уолц, Дж.; Ямадзаки, Ю.; Улмер, С. (15 октября 2015 г.). «Резервуар-ловушка для антипротонов» . Международный журнал масс-спектрометрии . 389 : 10–13. arXiv : 1507.04147 . дои : 10.1016/j.ijms.2015.08.007 . ISSN 1387-3806 . S2CID 106405164 .
- ^ Селлнер, С; Бесирли, М; Бохман, М; Борхерт, MJ; Харрингтон, Дж; Хигучи, Т; Мусер, А; Нагахама, Х; Шнайдер, Г; Сморра, К; Танака, Т; Блаум, К; Мацуда, Ю; Оспелькаус, К; Квинт, Вт (31 августа 2017 г.). «Улучшенный предел непосредственно измеренного времени жизни антипротона» . Новый журнал физики . 19 (8): 083023. doi : 10.1088/1367-2630/aa7e73 . ISSN 1367-2630 . S2CID 125095370 .
- ^ Ульмер, С.; и др. (20 июня 2011 г.). «Наблюдение переворотов спина с одним захваченным протоном». Письма о физических отзывах . 106 (25): 253001. arXiv : 1104.1206 . Бибкод : 2011PhRvL.106y3001U . doi : 10.1103/PhysRevLett.106.253001 . ПМИД 21770638 . S2CID 13997553 .
- ^ Мозер, А.; и др. (2014). «Прямое высокоточное измерение магнитного момента протона». Природа . 509 (7502): 596–599. arXiv : 1406.4888 . Бибкод : 2014Natur.509..596M . дои : 10.1038/nature13388 . ПМИД 24870545 . S2CID 4463940 .
- ^ Шнайдер, Георг; Мозер, Андреас; Бохман, Мэтью; Шён, Натали; Харрингтон, Джеймс; Хигучи, Такаши; Нагахама, Хироки; Селлнер, Стефан; Сморра, Кристиан; Блаум, Клаус; Мацуда, Ясуюки; Квинт, Вольфганг; Вальц, Йохен; Ульмер, Стефан (24 ноября 2017 г.). «Измерение магнитного момента протона с помощью двойной ловушки с точностью 0,3 части на миллиард» . Наука . 358 (6366): 1081–1084. дои : 10.1126/science.aan0207 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 29170238 . S2CID 206658547 .
- ^ Сотрудничество ATRAP; ДиШиакка, Дж.; Маршалл, М.; Марабл, К.; Габриэль, Г.; Эттенауэр, С.; Тардифф, Э.; Калра, Р.; Фицакерли, Д.В.; Джордж, MC; Хессельс, Э.А.; Стори, Швейцария; Вил, М.; Грзонка, Д.; Олерт, В. (25 марта 2013 г.). «Одночастичное измерение магнитного момента антипротона» . Письма о физических отзывах . 110 (13): 130801. arXiv : 1301.6310 . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.130801 . ПМИД 23581304 . S2CID 14943420 .
- ^ Сотрудничество ATRAP; ДиШиакка, Дж.; Маршалл, М.; Марабл, К.; Габриэль, Г.; Эттенауэр, С.; Тардифф, Э.; Калра, Р.; Фицакерли, Д.В.; Джордж, MC; Хессельс, Э.А.; Стори, Швейцария; Вил, М.; Грзонка, Д.; Олерт, В. (25 марта 2013 г.). «Одночастичное измерение магнитного момента антипротона» . Письма о физических отзывах . 110 (13): 130801. arXiv : 1301.6310 . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.130801 . ПМИД 23581304 . S2CID 14943420 .
- ^ Девлин, Джек А.; Борхерт, Маттиас Дж.; Эрлевейн, Стефан; Флек, Маркус; Харрингтон, Джеймс А.; Латач, Барбара; Варнке, Ян; Вурстен, Элиза; Бохман, Мэтью А.; Мусер, Андреас Х.; Сморра, Кристиан; Визингер, Маркус; Уилл, Кристиан; Блаум, Клаус; Мацуда, Ясуюки (25 января 2021 г.). «Ограничения на связь между аксионоподобной темной материей и фотонами с использованием антипротонной сверхпроводящей настроенной схемы обнаружения в криогенной ловушке Пеннинга» . Письма о физических отзывах . 126 (4): 041301. arXiv : 2101.11290 . doi : 10.1103/PhysRevLett.126.041301 . ПМИД 33576660 . S2CID 231719186 .
- ^ Борхерт, MJ; Девлин, Дж.А.; Эрлевейн, СР; Флек, М.; Харрингтон, Дж.А.; Хигучи, Т.; Латач, Б.М.; Фёлксен, Ф.; Вурстен, Э.Дж.; Аббасс, Ф.; Бохман, Массачусетс (6 января 2022 г.). «Измерение отношения заряда и массы антипротона к протону с точностью 16 частей на триллион» . Природа . 601 (7891): 53–57. дои : 10.1038/s41586-021-04203-w . ISSN 0028-0836 . ПМИД 34987217 . S2CID 256822230 .
- ^ «BASE открывает новые горизонты в сравнении материи и антиматерии» . ЦЕРН . Проверено 14 января 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]Запись по эксперименту BASE на INSPIRE-HEP