Antihydrogen accumulation for fundamental symmetry tests.
Antihydrogen accumulation for fundamental symmetry tests.
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DOI：
10.1038/s41467-017-00760-9
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发表时间：
2017-09-25
影响因子：
16.6
通讯作者：
Wurtele JS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ahmadi M;Alves BXR;Baker CJ;Bertsche W;Butler E;Capra A;Carruth C;Cesar CL;Charlton M;Cohen S;Collister R;Eriksson S;Evans A;Evetts N;Fajans J;Friesen T;Fujiwara MC;Gill DR;Gutierrez A;Hangst JS;Hardy WN;Hayden ME;Isaac CA;Ishida A;Johnson MA;Jones SA;Jonsell S;Kurchaninov L;Madsen N;Mathers M;Maxwell D;McKenna JTK;Menary S;Michan JM;Momose T;Munich JJ;Nolan P;Olchanski K;Olin A;Pusa P;Rasmussen CØ;Robicheaux F;Sacramento RL;Sameed M;Sarid E;Silveira DM;Stracka S;Stutter G;So C;Tharp TD;Thompson JE;Thompson RI;van der Werf DP;Wurtele JS
反氢，一个正电子与反质子结合，是最简单的反原子。它的结构和性质预计将反映氢原子的结构和性质。作为对基本对称性的检验，对两者进行精确比较的前景正在推动一个充满活力的研究计划。在这方面，大多数实验中的一个限制因素是大量冷基态反氢原子的可用性。在这里，我们描述了改进的合成过程如何导致每个循环捕获和检测10.5 ± 0.6个原子的最大速率，这与以前的工作相比提高了一个数量级以上。此外，我们还演示了如何详细控制电子，正电子和反质子等离子体，使反氢原子的重复形成和捕获，同时保留在以前的周期中产生的原子。我们报告了54个检测到的湮灭事件的记录，从一个单一的释放被困的反原子积累了五个连续的周期。反氢的研究对于检验物理学的基本原理很重要，但大量生产反氢是具有挑战性的。在这里，作者展示了一种通过使用受控等离子体捕获和堆叠反氢的有效且高精度的方法。
Antihydrogen, a positron bound to an antiproton, is the simplest anti-atom. Its structure and properties are expected to mirror those of the hydrogen atom. Prospects for precision comparisons of the two, as tests of fundamental symmetries, are driving a vibrant programme of research. In this regard, a limiting factor in most experiments is the availability of large numbers of cold ground state antihydrogen atoms. Here, we describe how an improved synthesis process results in a maximum rate of 10.5 ± 0.6 atoms trapped and detected per cycle, corresponding to more than an order of magnitude improvement over previous work. Additionally, we demonstrate how detailed control of electron, positron and antiproton plasmas enables repeated formation and trapping of antihydrogen atoms, with the simultaneous retention of atoms produced in previous cycles. We report a record of 54 detected annihilation events from a single release of the trapped anti-atoms accumulated from five consecutive cycles. Antihydrogen studies are important in testing the fundamental principles of physics but producing antihydrogen in large amounts is challenging. Here the authors demonstrate an efficient and high-precision method for trapping and stacking antihydrogen by using controlled plasma.
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作者：
Andresen, G. B.;Ashkezari, M. D.;Yamazaki, Y.
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Andresen, G. B.;Ashkezari, M. D.;Yamazaki, Y.
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