論文の概要: Quantum logic inspired techniques for spacetime-symmetry tests with
(anti-)protons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.06252v2
- Date: Tue, 13 Jul 2021 06:27:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-26 23:51:50.789675
- Title: Quantum logic inspired techniques for spacetime-symmetry tests with
(anti-)protons
- Title（参考訳）: 反)プロトンを用いた時空対称性テストのための量子論理インスパイア技術
- Authors: Juan M. Cornejo, Ralf Lehnert, Malte Niemann, Johannes Mielke, Teresa
Meiners, Amado Bautista-Salvador, Marius Schulte, Diana Nitzschke, Matthias
J. Borchert, Klemens Hammerer, Stefan Ulmer and Christian Ospelkaus
- Abstract要約: CERNにおけるコールドバリオニック・アンチマターの利用可能性は、ペニングトラップにおけるプロトンとアンチプロトンとの超高精度比較のための道を開いた。
本研究は、粒子の局在化と読み出し速度を改善する量子論理技術にインスパイアされた実験的手法について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cosmological observations as well as theoretical approaches to physics beyond
the Standard Model provide strong motivations for experimental tests of
fundamental symmetries, such as CPT invariance. In this context, the
availability of cold baryonic antimatter at CERN has opened an avenue for
ultrahigh-precision comparisons of protons and antiprotons in Penning traps.
This work discusses an experimental method inspired by quantum logic techniques
that will improve particle localization and readout speed in such experiments.
The method allows for sympathetic cooling of the (anti-)proton to its
quantum-mechanical ground state as well as the readout of its spin alignment,
replacing the commonly used continuous Stern-Gerlach effect. Both of these
features are achieved through coupling to a laser-cooled `logic' ion co-trapped
in a double-well potential. This technique will boost the measurement sampling
rate and will thus provide results with lower statistical uncertainty,
contributing to stringent searches for time dependent variations in the data.
Such measurements ultimately yield extremely high sensitivities to CPT
violating coefficients acting on baryons in the Standard-Model Extension, will
allow the exploration of previously unmeasured types of symmetry violations,
and will enable antimatter-based axion-like dark matter searches with improved
mass resolution.
- Abstract（参考訳）: 宇宙論的観測と標準模型を超えた物理学への理論的アプローチは、cpt不変性のような基本対称性の実験的実験の強い動機を与える。
この文脈では、CERNにおけるコールドバリオン反物質は、ペニングトラップにおけるプロトンとアンチプロトンとの超高精度比較のための道を開いた。
本研究は, 粒子の局在と読み出し速度を改善する量子論理手法に触発された実験手法について述べる。
この方法では、(反)プロトンの量子力学的基底状態への交感性冷却とスピンアライメントの読み出しが可能となり、一般的に使用される連続的スターン・ガーラッハ効果を置き換えることができる。
これらの特徴はレーザー冷却した 'logic' イオンにダブルウェルポテンシャルで結合することで達成される。
この手法は、測定サンプリング率を高め、より低い統計不確実性で結果を提供し、データの時間に依存する変動の厳密な検索に寄与する。
このような測定は、最終的に標準モデル拡張のバリオンに作用するCPT違反係数に非常に高い感度を与え、これまで測定されていなかった対称性違反の探索を可能にし、質量分解能を改善した反物質ベースのアクチオンのような暗黒物質探索を可能にする。
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