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Transition Edge Sensors for Antiprotonic Atom Spectroscopy

Descrizione del progetto

Un approccio efficace per testare le interazioni tra materia e antimateria

Gli atomi antiprotonici sono atomi esotici che si formano quando un antiprotone sostituisce un elettrone, offrendo un metodo per studiare le interazioni tra materia e antimateria. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto TESAAS mira a far progredire lo studio di tali atomi adattando i rivelatori di raggi X chiamati sensori a transizione di fase (TES, transition-edge sensor) superconduttivi. TESAAS introdurrà nuove progettazioni di TES per superare sfide quali gli effetti di riempimento degli elettroni e le interferenze delle radiazioni concentrandosi su tre aree, ovvero pixel TES appositamente progettati per ambienti di antimateria, un sistema a bersaglio gassoso per controllare la dinamica degli elettroni e un array di rivelatori volto a tracciare il fondo di particelle cariche. Questa potente strumentazione consentirà ai ricercatori di esplorare l’elettrodinamica quantistica in campi elettrici intensi, di effettuare test al di là del modello standard e di apportare un contributo alla fisica atomica, nucleare e delle particelle.

Obiettivo

The spectroscopy of antiprotonic atoms with the use of next-generation quantum sensing x-ray microcalorimeters has the potential to benchmark Quantum Electrodynamics (QED) effects in strongest electric fields attainable in the lab. With attainable precisions of dE/E = 10E-5 it is possible to test 2-loop QED vacuum polarization effects well beyond the Schwinger limit, place strict limits on neutron skin thicknesses and, potentially, place constraints on certain classes of beyond Standard Model physics.
Transition Edge Sensors for Antiprotonic Atom Spectroscopy (TESAAS) is a project concerned with adapting x ray detectors called superconducting transition edge sensors (TESs) to the challenges of antiprotonic atom x-ray spectroscopy through the development of new TES designs and a complete experimental end-station that addresses the dominating sources of uncertainty in these measurements, namely electron refilling effects and radiation backgrounds from annihilation products. TESAAS entails three major efforts which build on my work with TESs for antiprotonic atom x-ray spectroscopy: 1) The development of a novel TES pixel design optimized for the noise and radiation environments of antimatter facilities 2) Simulation assisted design of a gas-target system with which to control the impact of electron refilling effects and 3) The construction of an auxiliary detector array capable of monitoring the intensity of charged particle backgrounds produced in the antiprotonic atom decay process.
These will come together to form a complete experimental end-station capable of unlocking the use of Transition Edge Sensors for use in antimatter studies. The availability of this powerful new method opens the door to a new generation of high precision measurements with transverse applications in atomic, nuclear, and particle physics.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE
€ 226 420,56
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato