Objectif
This proposal aims to apply ion-trap quantum logic techniques to precision measurements on individual (anti-)protons for fundamental physics tests. In particular, we aim to measure g-factors of single (anti-)protons as a precise test of CPT symmetry. This requires a method to detect single (anti-)proton spin flips. Current efforts based on classical “magnetic bottle” techniques are hurt by the extreme difficulty and slowness of the spin state detection. Discrete and direct state measurement is a prerequisite for inaccuracies below 10-6 and has not been achieved yet.
Towards this end, we will employ a radically different approach and use quantum logic techniques developed by the PI in the NIST ion storage group of D. J. Wineland [Nature 476, 181(2011); Nature 471, 196(2011)]. This will allow us to transfer the (anti-)proton’s spin state to a nearby trapped atomic “logic” ion and subsequently read it out using standard quantum logic detection techniques along the lines of Heinzen and Wineland [PRA 42, 2977; J. Res. NIST 103, 259 (1998)]. The same ideas are also at the root of NIST’s world-record single-ion Al+ frequency standard.
Ultimately, this quantum logic technique will lead to a precise test of CPT symmetry, a fundamental symmetry within the standard model of particle physics, by comparing the proton’s and the antiproton’s g-factor with fast detection and single spin-flip resolution. It thus has the potential to reach inaccuracies below 10-9, exceeding the state-of-the-art for the antiproton g-factor by six orders of magnitude. Such a measurement is urgently needed to complement ongoing tests with electrons and positrons. It is closely intertwined with our desire to understand the observed matter-antimatter imbalance in the universe and to obtain a unified description of matter and interactions. Further, the project will considerably broaden the arsenal of quantum state manipulation techniques in Penning traps and possibly impact high precision mass measurement.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/fr/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
ERC-2013-StG
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Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Institution d’accueil
30167 Hannover
Allemagne
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.