эксперимент AEgIS

Антипротонный замедлитель
(ОБЪЯВЛЕНИЕ)
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

AEgIS ( : антиматерией Эксперимент с гравитация , интерферометрия , спектроскопия ) , AD-6 , — это эксперимент на установке «Антипротонный замедлитель» в ЦЕРН . Его основная цель — непосредственно измерить влияние гравитационного поля Земли на атомы антиводорода со значительной точностью. ^[1] Косвенные границы, которые предполагают справедливость, например, универсальности свободного падения , слабого принципа эквивалентности или CPT-симметрии, также в случае антиматерии ограничивают аномальное гравитационное поведение до уровня, на котором ответы могут дать только точные измерения. И наоборот, эксперименты с антивеществом с достаточной точностью необходимы для проверки этих фундаментальных предположений. Первоначально AEgIS была предложена в 2007 году. ^[2] Строительство основной установки было завершено в 2012 году. С 2014 года две лазерные системы с перестраиваемыми длинами волн (с точностью до нескольких пикометров ) и синхронизированными до наносекунды для конкретного атомного возбуждения. успешно введены в эксплуатацию ^[3]

Экспериментальная установка AEgIS и физика

Упрощенная модель атома антиводорода в основном состоянии.

AEgIS попытается определить, влияет ли гравитация на антиматерию так же, как она влияет на обычную материю , проверяя ее влияние на пучок антиводорода. В предполагаемой экспериментальной установке используется муаровый дефлектометр для измерения вертикального смещения пучка холодных атомов антиводорода, движущегося в гравитационном поле Земли. ^[4]

На первом этапе эксперимента (длившимся до 2018 года) антипротоны из Антипротонного замедлителя (AD) с кинетической энергией 5,3 МэВ должны были пройти через ряд алюминиевых фольг, которые действовали как так называемые деградаторы, замедляя часть быстрых антипротонов до нескольких кэВ . Медленные антипротоны затем дополнительно охлаждались путем слияния их с дополнительно холодными захваченными электронами ( электронное охлаждение ) и, наконец, оказывались в ловушке Мальмберга-Пеннинга . ^[5] Интенсивное радиоактивное β ⁺ источник ( ²²Na) использовался для получения позитронов, которые накапливались в ловушке-хранилище типа Сурко при низком давлении (3е-8 мбар). Эти позитроны были имплантированы в наноструктурированную мишень из пористого кремния , чтобы эффективно образовывать позитроний (Ps) — даже при криогенных температурах в сверхвысоком вакууме (СВВ) . ^[6] Затем облако позитрония, выходящее из мишени, возбуждалось до уровня Ридберга n = 16/17 с помощью лазерно-индуцированных двухступенчатых оптических переходов. ^[3] Внутри ловушки Мальмберга-Пеннинга произошла реакция перезарядки между холодными антипротонами и ридберговскими-Ps, приведшая к образованию ридберговского -антиводорода с высокой эффективностью в виде 4π-импульса. ^[7]^[8]

$\mathrm {Ps^{*}+{\bar {p}}\longrightarrow {\bar {H^{*}}}+e^{-}}$ (Реакция перезарядки)

Этот абзац ужасно устарел. Судя по всему, оно было написано в 2014 году, девять лет назад. В выпуске журнала Nature от 27 октября 2023 года они опубликовали результат падения антиводорода. Гравитация притягивает его так же, как притягивает водород. То, что следует ниже, необходимо обновить. На втором этапе эксперимента, начиная с 2021 года, после успешного подключения AEgIS к новому кольцу замедления и накопления антипротонов ЕЛЕНА , ридберговские атомы антиводорода будут направлены в пучок, который затем пройдет через ряд решеток материи , центральная часть муара-дефлектометра. Атомы антиводорода в конечном итоге попадут на поверхность детектора с позиционным и временным разрешением, где они аннигилируют .Области за решетками затенены, а за щелями — нет. Места аннигиляции воспроизводят периодический рисунок светлых и затененных участков. Эта картина очень чувствительна к небольшим вертикальным смещениям антиатомов во время их горизонтального полета - таким образом можно определить гравитационную силу Земли, действующую на антиводород. ^[4]

сотрудничество AEgIS

Лазерная экспериментальная установка в AEgIS

Технический координатор AEgIS Стефан Хайдер перед основным аппаратом. Удаленную часть коллеги называют «Солнце», поскольку из центрального круглого фланца торчат несколько инструментов.

В сотрудничество AEgIS входят следующие учреждения:

Университет Бергена , Норвегия
Варшавский технологический университет , Польша
Рамановский научно-исследовательский институт , Индия
Польская академия наук , Польша
Торуньский университет Николая Коперника , Польша
ИНФН , Италия
Ливерпульский университет , Великобритания
Университет Осло , Норвегия
Чешский технический университет в Праге , Чехия
Лионский университет , Франция
Латвийский университет , Латвия
Университет Тренто , Италия
Политехнический институт Милана , Италия
ЦЕРН , ЦЕРН

См. также

Ссылки

^[1]^[2]^[5]^[4]^[3]^[8]^[6]^[7]^[9]

^ Jump up to: ^а ^б Дозер, М. (2022). Отчет о состоянии эксперимента AEgIS на 2021 год (PDF) . ЦЕРН. Женева. Комитет по экспериментам СПС и ПС, SPSC.
^ Jump up to: ^а ^б Дробычев Г.Ю; Дозер, М.; и др. (2007). Предложение по эксперименту AEGIS на замедлителе антипротонов ЦЕРН (Эксперимент с антивеществом: гравитация, интерферометрия, спектроскопия) . ЦЕРН. Женева. Комитет экспериментов SPS, SPSC.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Агион, С.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (июль 2016 г.). «Лазерное возбуждение уровня n=3 позитрония для получения антиводорода» . Физический обзор А. 94 (1): 012507. Бибкод : 2016PhRvA..94a2507A . дои : 10.1103/PhysRevA.94.012507 . HDL : 11311/1007035 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Агион, С.; Ален, О.; Амслер, К.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (июль 2014 г.). «Муаровый дефлектометр для антивещества» . Природные коммуникации . 5 : 4538. Бибкод : 2014NatCo...5.4538A . дои : 10.1038/ncomms5538 . ПМЦ 4124857 . ПМИД 25066810 .
^ Jump up to: ^а ^б Титье, IC; и др. (август 2020 г.). «Протокол импульсного производства антиводорода в аппарате AEgIS» . Физический журнал: серия конференций . 1612 (1): 012025. Бибкод : 2020JPhCS1612a2025T . дои : 10.1088/1742-6596/1612/1/012025 . hdl : 11572/297549 . S2CID 225388648 .
^ Jump up to: ^а ^б Мариацци, С.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (май 2021 г.). «Высокопроизводительный термализованный позитроний при комнатной температуре, излучаемый морфологически настроенными наноканальными кремниевыми мишенями» . Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 54 (8): 085004. Бибкод : 2021JPhB...54h5004M . дои : 10.1088/1361-6455/abf6b6 . hdl : 10852/92391 . S2CID 234865124 .
^ Jump up to: ^а ^б Антонелло, М.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (июль 2020 г.). «Исследование скорости ридберг-позитрония и самоионизации в магнитном поле силой 1 Тл и криогенной среде» . Физический обзор А. 102 (1): 013101. arXiv : 1911.04342 . Бибкод : 2020PhRvA.102a3101A . дои : 10.1103/PhysRevA.102.013101 . S2CID 207853146 .
^ Jump up to: ^а ^б Амслер, К.; Антонелло, М.; Белов А.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (февраль 2021 г.). «Импульсное производство антиводорода» . Физика связи . 4 : 19. Бибкод : 2021CmPhy...4...19A . дои : 10.1038/s42005-020-00494-z . hdl : 10852/92284 . S2CID 231858825 .
^ Глёгглер, LT (2024). «Лазерное охлаждение позитрония посредством перехода 13S−23P широкополосным лазерным импульсом» . Письма о физических отзывах . 132 (8): 083402. doi : 10.1103/PhysRevLett.132.083402 . hdl : 11311/1261341 . ПМИД 38457696 .

Внешние ссылки

[SPSC2021-1] Jump up to: ^а ^б Дозер, М. (2022). Отчет о состоянии эксперимента AEgIS на 2021 год (PDF) . ЦЕРН. Женева. Комитет по экспериментам СПС и ПС, SPSC.

[:1-2] Jump up to: ^а ^б Дробычев Г.Ю; Дозер, М.; и др. (2007). Предложение по эксперименту AEGIS на замедлителе антипротонов ЦЕРН (Эксперимент с антивеществом: гравитация, интерферометрия, спектроскопия) . ЦЕРН. Женева. Комитет экспериментов SPS, SPSC.

[Lasers-3] Jump up to: ^а ^б ^с Агион, С.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (июль 2016 г.). «Лазерное возбуждение уровня n=3 позитрония для получения антиводорода» . Физический обзор А. 94 (1): 012507. Бибкод : 2016PhRvA..94a2507A . дои : 10.1103/PhysRevA.94.012507 . HDL : 11311/1007035 .

[Moire-4] Jump up to: ^а ^б ^с Агион, С.; Ален, О.; Амслер, К.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (июль 2014 г.). «Муаровый дефлектометр для антивещества» . Природные коммуникации . 5 : 4538. Бибкод : 2014NatCo...5.4538A . дои : 10.1038/ncomms5538 . ПМЦ 4124857 . ПМИД 25066810 .

[:0-5] Jump up to: ^а ^б Титье, IC; и др. (август 2020 г.). «Протокол импульсного производства антиводорода в аппарате AEgIS» . Физический журнал: серия конференций . 1612 (1): 012025. Бибкод : 2020JPhCS1612a2025T . дои : 10.1088/1742-6596/1612/1/012025 . hdl : 11572/297549 . S2CID 225388648 .

[Ps:target-6] Jump up to: ^а ^б Мариацци, С.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (май 2021 г.). «Высокопроизводительный термализованный позитроний при комнатной температуре, излучаемый морфологически настроенными наноканальными кремниевыми мишенями» . Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 54 (8): 085004. Бибкод : 2021JPhB...54h5004M . дои : 10.1088/1361-6455/abf6b6 . hdl : 10852/92391 . S2CID 234865124 .

[Rydberg:Ps-7] Jump up to: ^а ^б Антонелло, М.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (июль 2020 г.). «Исследование скорости ридберг-позитрония и самоионизации в магнитном поле силой 1 Тл и криогенной среде» . Физический обзор А. 102 (1): 013101. arXiv : 1911.04342 . Бибкод : 2020PhRvA.102a3101A . дои : 10.1103/PhysRevA.102.013101 . S2CID 207853146 .

[PulsedHbarproduction-8] Jump up to: ^а ^б Амслер, К.; Антонелло, М.; Белов А.; и др. (Сотрудничество AEgIS) (февраль 2021 г.). «Импульсное производство антиводорода» . Физика связи . 4 : 19. Бибкод : 2021CmPhy...4...19A . дои : 10.1038/s42005-020-00494-z . hdl : 10852/92284 . S2CID 231858825 .

[9] Глёгглер, LT (2024). «Лазерное охлаждение позитрония посредством перехода 13S−23P широкополосным лазерным импульсом» . Письма о физических отзывах . 132 (8): 083402. doi : 10.1103/PhysRevLett.132.083402 . hdl : 11311/1261341 . ПМИД 38457696 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]