Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Bardzo zimny antywodór 21.03.03 Helena Białkowska.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Bardzo zimny antywodór 21.03.03 Helena Białkowska."— Zapis prezentacji:

1 Bardzo zimny antywodór Helena Białkowska

2 Kto to wymyślił? Antycząstki, antymateria – najpierw wymyślone, potem zaobserwowane Antycząstki, antymateria – najpierw wymyślone, potem zaobserwowane Pierwsze obserwacje antywodoru: CERN 1995, Fermilab 1997 Pierwsze obserwacje antywodoru: CERN 1995, Fermilab 1997 Ale to był antywodór gorący Ale to był antywodór gorący

3 Po co?

4

5 Skala energii i temperatur

6 Jak zaobserwowano pierwszy antyH (CERN `95, Fermilab 97) pbar 1.9 GeV z akceleratora LEAR pbar 1.9 GeV z akceleratora LEAR Ciężka tarcza Xe Ciężka tarcza Xe Produkcja e + e - w polu jądra Produkcja e + e - w polu jądra pbar łapie e + i tworzy Hbar pbar łapie e + i tworzy Hbar Detekcja – koincydencja anihilacji pbar (ślady cząstek naładowanych z wierzchołka) oraz e + e - w 2 Detekcja – koincydencja anihilacji pbar (ślady cząstek naładowanych z wierzchołka) oraz e + e - w 2

7 Antiproton Decelerator AD

8 Cykl AD

9 Z AD korzystają: AD1 – ATHENA AD1 – ATHENA AD2 - ATRAP AD2 - ATRAP (oba nastawione na antywodór) oraz AD3 – ASACUSA, bada antyprotonowy hel, w planie też antywodór Ostatnio zatwierdzony AD4 – medyczne zastosowanie zimnych antyprotonów, testy

10 Strategia AD1, AD2: 1.Wytworzyć antywodór 1.Wytworzyć antywodór 2.Zarejestrować 2.Zarejestrować 3.Zgromadzić sporo – i prowadzić spektroskopię 3.Zgromadzić sporo – i prowadzić spektroskopię Przełom roku 2002: pkt 2

11 Jak powstaje Hbar: rekombinacja Proces trzyciałowy : p + e + + e + H + e + (wysoko wzbudzony) p + e + + e + H + e + (wysoko wzbudzony) Rekombinacja promienista (radiative recombination): p+ e + H + h (stan podstawowy lub małe wzbudzenia) p+ e + H + h (stan podstawowy lub małe wzbudzenia) spektroskopia H – do porównania z H spektroskopia H – do porównania z H Najdokładniejsze pomiary dla H : H absorbuje 2 fotonyUV, = 243 nm H absorbuje 2 fotonyUV, = 243 nm przejście 1S 2S przejście 1S 2S 2S długo żyje, 122 ms 2S długo żyje, 122 ms

12 Podstawowe narzędzie: pułapka Penninga

13 Detektor Athena

14

15 Jak zmieszać schłodzone pbar i pozytony: podwójna (`nested) pułapka Penninga

16 Detekcja Hbar w Athenie (w stylu fizyki cząstek)

17

18 Sygnał antywodoru

19

20 Podsumowanie ATHENY Wyraźna obserwacja Hbar, ocena częstości i tła Wyraźna obserwacja Hbar, ocena częstości i tła Zależność od temperatury sugeruje tworzenie Hbar przez rekombinację promienistą Zależność od temperatury sugeruje tworzenie Hbar przez rekombinację promienistą To ma implikacje dla stanu Hbar: niezbyt wysokie wzbudzenia To ma implikacje dla stanu Hbar: niezbyt wysokie wzbudzenia

21

22 Drugi eksperyment, ATRAP Tworzenie Hbar w zasadzie podobnie jak ATHENA: pozytony, antyprotony (chłodzone pozytonami!) spotykają się w `nested Penning trap Tworzenie Hbar w zasadzie podobnie jak ATHENA: pozytony, antyprotony (chłodzone pozytonami!) spotykają się w `nested Penning trap Detekcja – inaczej: `field ionization method Detekcja – inaczej: `field ionization method

23 Też podwójna pułapka Penninga W pułapce spotykają się pbar i e + Powstaje Hbar Neutralny Hbar przebiega parę cm Pole elektrod jonizuje Pbar anihiluje w ściankach

24 A tak to przebiega.... Pbar z lewej, Pozytony z prawej

25

26 Metoda `field ionization: Jonizacja Hbar – polem elektrod EET Jonizacja Hbar – polem elektrod EET Detekcja – przez anihilację pbar ze zjonizowanego Hbar w ściance Detekcja – przez anihilację pbar ze zjonizowanego Hbar w ściance `Background-free: nie zaobserwowano żadnej anihilacji w studni potencjału EET gdy nie było pozytonów `Background-free: nie zaobserwowano żadnej anihilacji w studni potencjału EET gdy nie było pozytonów Liczba zjonizowanych Hbar rośnie z liczbą e +, potem nasycenie Liczba zjonizowanych Hbar rośnie z liczbą e +, potem nasycenie

27 Pierwsze oceny stanów Hbar Zmieniając pole EET – można zmieniać liczbę Hbar Zmieniając pole EET – można zmieniać liczbę Hbar Jakie pole jonizuje jaki stan (n) Jakie pole jonizuje jaki stan (n) Ale n nie jest dobrą liczbą kwantową w silnym polu B... Ale n nie jest dobrą liczbą kwantową w silnym polu B... Wstępna ocena: wysokie wzbudzenia, n rzędu 80, typowe dla rekombinacji trójciałowej Wstępna ocena: wysokie wzbudzenia, n rzędu 80, typowe dla rekombinacji trójciałowej

28 Co dalej: spektroskopia To przejście jest superdokładnie zmierzone dla wodoru (pomiar światła które indukuje przejście od stanu podstawowego do metatrwałego 2s)

29 Dokładność pomiaru dla wodoru: Czułość

30 Droga do spektro Hbar: Albo pułapka na Hbar (czuła na moment magnetyczny) Albo pułapka na Hbar (czuła na moment magnetyczny) Albo `wiązka Hbar Albo `wiązka Hbar Konieczność deekscytacji (od ~n = 80 w ATRAP, ~n = 15 w ATHENA) Konieczność deekscytacji (od ~n = 80 w ATRAP, ~n = 15 w ATHENA) Dopiero wtedy próba stymulacji laserowej przejścia do stanu 2s Dopiero wtedy próba stymulacji laserowej przejścia do stanu 2s Perspektywa – po 2005 (roczna przerwa PS) Perspektywa – po 2005 (roczna przerwa PS)

31 LoI konkurencji - ASACUSA AD3-ASACUSA bada spektroskopię antyprotonowego helu AD3-ASACUSA bada spektroskopię antyprotonowego helu Nowy projekt: chcą zmierzyć rozszczepienie nadsubtelne stanu podstawowego Hbar Nowy projekt: chcą zmierzyć rozszczepienie nadsubtelne stanu podstawowego Hbar

32 Pomiary przejść atomowych

33

34 Pożytek z zimnych pbar: AD4 Znana, stosowana terapia protonowa, próby C Antyprotony mogą wnosić więcej energii do tkanki – gdy zlokalizowana anihilacja Projekt: naświetlanie próbek tkanek biologicznych antyprotonami z AD Zatwierdzone parę godzin wiązki


Pobierz ppt "Bardzo zimny antywodór 21.03.03 Helena Białkowska."

Podobne prezentacje


Reklamy Google