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Precision measurments of quantum transitions in exotic atoms

Description du projet

Recherches sur la matière et l’antimatière avec des atomes exotiques

En théorie, toute particule possède une particule d’antimatière identique dont la charge est opposée. Ces particules ont été créées lors du Big Bang, duquel ont émergé des quantités égales de matière et d’antimatière. Toutefois, lorsqu’une particule de matière rencontre son homologue d’antimatière, elles s’annihilent mutuellement, de sorte que notre observation d’une quantité de matière très supérieure à celle de l’antimatière dans l’univers n’a pas de sens. Les atomes exotiques constituent un banc d’essai intéressant pour les recherches sur la matière et l’antimatière. Dans les atomes exotiques, une ou plusieurs particules subatomiques (matière) ont été remplacées par une autre particule subatomique ayant la même charge. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet QUARTET étudiera les transitions quantiques dans les atomes exotiques afin de mieux comprendre les comportements de la matière et de l’antimatière.

Objectif

Based on our understanding of the universe, we, who are made of matter, should not exist. This is due to the fact that the subatomic world is largely indifferent between matter and antimatter, predicting that they would be created in almost equal amounts in a big-bang scenario, and subsequently annihilate to form pure energy. This conundrum is called the baryon asymmetry problem. It is one of the major and most pressing unsolved questions in science today. One way of addressing this problem is to look for deviations between precision measurements and Standard Model predictions. However, a major limitation arises in the stage of comparison with theory due to nuclear-structure effects. Conducting measurements with exotic atoms overcomes this limitation, either by comparing measured properties between atoms and anti-atoms directly with no input from theory, or by measuring systems composed of particles with no internal structure. QUARTET - Quantum transitions in exotic atoms, will pursue both directions through two complementary experimental campaigns:
1. Muonium spectroscopy using the most intense low-energy muon beam at PSI.
2. Antihydrogen spectroscopy using the most intense low-energy proton beam at the ELENA beamline at CERN.
QUARTET will focus on transitions in the microwave region of the electromagnetic spectrum, namely the classical Lamb-Shift, which for Antihydrogen has an added value: If no difference between matter and its counterpart is observed, this measurement will provide the first determination of the antiproton charge radius.

Coordinateur

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Contribution nette de l'UE
€ 203 149,44
Adresse
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Suisse

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Région
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
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Coût total
€ 203 149,44