Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Symmetry Tests in Experiments with Portable Antiprotons

Opis projektu

Zwiększenie precyzji technik wykrywania pomoże odkryć tajemnicę braku równowagi między materią a antymaterią

Model standardowy fizyki cząstek elementarnych, zaproponowany w latach 70. XX wieku i obowiązujący (z wieloma modyfikacjami) do dziś, stanowi jak dotąd najpełniejszy opis naszego Wszechświata, choć nie jest pozbawiony istotnych luk. Dla każdego zidentyfikowanego przez uczonych typu cząstki materii, a jest ich łącznie 12, istnieje odpowiadająca mu cząstka antymaterii (antycząstka). Nie jest jednak jasne, dlaczego we Wszechświecie obserwujemy o wiele więcej materii niż antymaterii. „Normalna” materia barionowa (protony, neutrony i elektrony) stanowi mniej niż 5 % Wszechświata, z kolei mniej więcej 25 % to prawdopodobnie niewidoczna „ciemna materia”, a około 70 % to siła odpychająca grawitację znana jako ciemna energia. Finansowany ze środków UE projekt STEP ma na celu zbadanie tych kwestii w drodze wysoce precyzyjnego badania protonów i antyprotonów, które jest możliwe dzięki odizolowaniu antyprotonów od typowych źródeł szumu.

Cel

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.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

ERC-STG - Starting Grant

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2019-STG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

HEINRICH-HEINE-UNIVERSITAET DUESSELDORF
Wkład UE netto
€ 585 472,64
Adres
UNIVERSITAETSSTRASSE 1
40225 Dusseldorf
Niemcy
Region
Nordrhein-Westfalen Düsseldorf Düsseldorf, Kreisfreie Stadt
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 585 472,64

Beneficjenci (1)