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Symmetry Tests in Experiments with Portable Antiprotons

Descrizione del progetto

Una maggiore precisione di rilevamento potrebbe far luce sullo squilibrio materia-antimateria

Il modello standard della fisica delle particelle, elaborato negli anni ‘70 e man mano modificato, è ancora la descrizione più completa che abbiamo del nostro universo delle particelle eppure riconosce delle lacune. Per ogni tipo di particella di materia identificato (12 in totale), esiste una corrispondente particella di antimateria, o antiparticella. Tuttavia, non è chiaro perché nell’universo osserviamo molta più materia che antimateria. La normale materia «barionica» (protoni, neutroni ed elettroni) costituisce meno del cinque per cento dell’universo. Circa un quarto sembra comprendere la «materia oscura» invisibile e circa il 70 % una forza che respinge la gravità nota come energia oscura. Il progetto STEP, finanziato dall’UE, cerca di esplorare questi misteri attraverso uno studio ad alta precisione di protoni e antiprotoni reso possibile isolando questi ultimi dalle comuni fonti di rumore.

Obiettivo

Our present understanding of particles and their fundamental interactions leaves us with extremely well tested theories in laboratory experiments, however cosmological observations indicate that our models are incomplete. Dark matter and dark energy are clearly not contained in our theories, and the baryon asymmetry in the universe cannot be reproduced from the Standard Model with its current parameters. Antiprotons offer the unique opportunity to make high-precision measurements at low energies in the antimatter sector and provide important tests of the fundamental interactions to search for a manifestation of new physics complementary to matter-based experiments. Here, I propose to extend the methods in low-energy antiproton precision measurements by developing a transportable antiproton reservoir. Relocating measurements from CERN’s antiproton decelerator into precision laboratories eliminates limitations from magnetic field noise in the antiproton decelerator hall and improves the precision by at least a factor of 30. I will also implement a novel method for ultra-precise cyclotron frequency measurements based on low-energy thermal-state selection for single antiprotons and quantum non-demolition measurements of the cyclotron energy. This leads to measurements at 300-fold reduced temperature compared to the state-of-art methods. Using these two methods, I will improve the most precise test of CPT invariance in the baryon sector by at least a factor of 70 and demonstrate charge-to-mass ratio comparisons with unprecedented precision. I will also set first limits on the interaction of light dark matter and antiprotons by searching for topological defects by simultaneous measurements of the antiproton cyclotron frequency in two separate experiments. The developments provide also methods to test whether the weak equivalence principle holds for charged antimatter by comparing the gravitational redshift of protons and antiprotons at different altitudes.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/it/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

HEINRICH-HEINE-UNIVERSITAET DUESSELDORF
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 585 472,64
Indirizzo
UNIVERSITAETSSTRASSE 1
40225 Dusseldorf
Germania

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Regione
Nordrhein-Westfalen Düsseldorf Düsseldorf, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 585 472,64

Beneficiari (1)

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