Descripción del proyecto
Una precisión sin precedentes y las energías más bajas podrían ayudar a superar el modelo estándar
El modelo estándar (ME) de la física de partículas es cualquier cosa menos «estándar». Es nuestra mejor «teoría del todo» hasta la fecha, ya que abarca las partículas de la materia y las partículas portadoras de fuerzas que explican la estructura y las interacciones del universo. El ME tiene limitaciones conocidas y aceptadas, y se habla de descubrir una física más allá del ME cuando se trata de llenar esos vacíos. Para acceder a estas piezas del rompecabezas que faltan será necesario investigar la materia y las fuerzas en condiciones extremas, con las energías más bajas y con la mayor precisión. En el proyecto financiado con fondos europeos FunI se hace precisamente eso aprovechando las novedosas técnicas de preparación y enfriamiento de iones del equipo para realizar experimentos con iones únicos de una precisión sin precedentes.
Objetivo
The four fundamental interactions and their symmetries, the fundamental constants as well as the properties of elementary particles like masses and moments, determine the basic structure of the universe and are the basis for our so well tested Standard Model (SM) of physics. Performing stringent tests on these interactions and symmetries in extreme conditions at lowest energies and with highest precision by comparing e.g. the properties of particles and their counterpart, the antiparticles, will allow us to search for physics beyond the SM. Any improvement of these tests beyond their present limits will require novel experimental techniques. To this end, we propose ambitious Penning-trap based single-ion experiments and measurements of magnetic moments and atomic masses to substantially improve the to-date best limits on some of the key SM predictions. While the measurement technique in determining the eigenfrequencies of the stored particles with unprecedented precision will be identical to the technique used in the past ERC grant by the PI (MEFUCO - MEasurements of FUndamental COnstants), the novel ion preparation and cooling techniques to be developed as well as the physics questions to be addressed are completely different. The new findings will enable us to perform stringent tests of fundamental symmetries like charge-parity-time reversal symmetry (CPT theorem) with (anti)protons or of the energy-mass equivalence principle as well as tests of interactions like quantum electrodynamics in strong fields by using highly charged ions. This will enable us to set new limits on SM predictions or even to reveal their failures. To meet these challenges, advanced charge breeding and cooling techniques will make it possible for us to achieve among other advances a ten-fold improved test of E = mc2, and thus of Einstein’s special theory of relativity and the most stringent CPT test in the baryonic sector by comparing the magnetic moments of the proton and the antiproton.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-ADG - Advanced GrantInstitución de acogida
80539 Munchen
Alemania