GBAR ( Gravitational Behaviour of Anti hydrogen at Rest ), AD-7 Experiment , ist eine multinationale Kollaboration am Antiprotonen - Dezelerator des CERN .
Das GBAR-Projekt hat zum Ziel, die Fallbeschleunigung ultrakalter neutraler Antiwasserstoffatome im Erdgravitationsfeld zu messen . Durch die Messung der Fallbeschleunigung von Antiwasserstoff und den Vergleich mit der Beschleunigung von normalem Wasserstoff testet GBAR das von Albert Einstein vorgeschlagene Äquivalenzprinzip . Dieses besagt, dass die Gravitationskraft auf ein Teilchen unabhängig von seiner inneren Struktur und Zusammensetzung ist. [ 1 ]
Versuchsaufbau
Das Experiment besteht darin , Antiwasserstoffionen (Hbar + Positronium – ein Antiproton und zwei Positronen ) herzustellen und sie mit Be+-Ionen sympathetisch auf unter 10 μK abzukühlen. Die ultrakalten Ionen werden dann knapp oberhalb der Schwelle mittels eines Laserpulses photoionisiert ; dabei wird das äußerste Positron entfernt und neutraler Antiwasserstoff gebildet. Die Fallzeit dieser Atome über eine bekannte Strecke wird anschließend gemessen. Diese experimentelle Technik basiert auf der Idee von T. Hansch und J. Walz. [ 2 ] [ 3 ]
Neben Antiprotonen aus der AD benötigt GBAR auch einen konstanten Positronenfluss. Hierfür wird ein kleiner Beschleuniger mit einem Wolframtarget verwendet. Ein Elektronenstrahl mit 10 MeV trifft auf dieses Target, und die Positronen werden mithilfe eines Magnetseparators gesammelt, der Elektronen und die Gammastrahlung herausfiltert . Anschließend werden diese Positronen in Penning-Malmberg-Fallen eingefangen und abgekühlt. [ 4 ] [ 3 ]
Die Verwendung eines neutralen Teilchens für das GBAR-Experiment ist notwendig, um jegliche elektromagnetische Störungen zu vermeiden . Theoretisch wären elektrisch neutrale Antineutronen die kleinsten Teilchen für dieses Experiment, können aber aufgrund ihrer kurzen Zerfallszeit nicht verwendet werden. Das nächstkleinere Teilchen ist daher Antiwasserstoff. [ 3 ]
GBAR-Kooperation
Die GBAR-Kooperation umfasst die folgenden Institutionen:
- CEA , Frankreich
- ETH Zürich , Schweiz
- Universität Mainz , Deutschland
- Kastler-Brossel-Laboratorium , Frankreich
- CSNSM, Universität Paris-Saclay , Frankreich
- RIKEN , Japan
- Universität Tokio , Japan
- Universität Straßburg , Frankreich
- Universität Uppsala , Schweden
- Universität Stockholm , Schweden
- Swansea University , Großbritannien
- Nationales Zentrum für Kernforschung, Polen
Siehe auch
Referenzen
- ^ "GBAR" . CERN . Abgerufen am 29.06.2021 .
- ^ Pérez, P.; et al. (2015). „Das GBAR-Antimaterie-Gravitationsexperiment“. Hyperfine Interactions . 233 ( 1–3 ): 21–27 . Bibcode : 2015HyInt.233...21P . doi : 10.1007/s10751-015-1154-8 . S2CID 119379544 .
- Chardin , G.; Grandemange , P.; Lunney, D.; Manea, V.; Badertscher, A.; Crivelli, P.; Curioni, A.; Marchionni, A.; Rossi, B. (2011). Vorschlag zur Messung des Gravitationsverhaltens von ruhendem Antiwasserstoff . CERN. Genf. SPS und PS Experiments Committee, SPSC.
- ^ Perez, P. (2019). AD-7/GBAR-Pläne nach LS2 . Memorandum. CERN. Genf. SPS- und PS-Experimentekomitee, SPSC.
