BASE-STEP: A transportable antiproton reservoir for fundamental interaction studies

Smorra, C.; Abbass, F.; Schweitzer, D.; Bohmann, M.; Devine, J. D.; Dutheil, Y.; Hobl, A.; Arndt, B. P.; Bauer, B. B.; Devlin, J. A.; Erlewein, S. R.; Fleck, M.; Jäger, J. I.; Latacz, B. M.; Micke, Peter; Schiffelholz, M.; Umbrazunas, G.; Wiesinger, D.; Will, C.; Wursten, E.; Yildiz, H.; Blaum, K.; Matzuda, Y.; Mooser, A.; Ospelkaus, Christian; Quint, W.; Sótér, A.; Walz, J.; Yamazaki, Y.; Ulmer, S.

doi:https://doi.org/10.1063/5.0155492

Zugriffsnummer	51471
Dokumenttyp	Zeitschriftenartikel
Peer Review	mit Peer Review
Sprache	Englisch
Titel	BASE-STEP: A transportable antiproton reservoir for fundamental interaction studies
Autor(in); Institution	Smorra, C.; Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, GERMANY; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN Abbass, F.; Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, GERMANY Schweitzer, D.; Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, GERMANY Bohmann, M.; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Devine, J. D.; CERN, Meyrin, SWITZERLAND Dutheil, Y.; CERN, Meyrin, SWITZERLAND Hobl, A.; Bilfinger Noell GmbH, Würzburg, GERMANY Arndt, B. P.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY; GSI-Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt, GERMANY Bauer, B. B.; Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, GERMANY; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN Devlin, J. A.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN; CERN, Meyrin, SWITZERLAND Erlewein, S. R.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY; CERN, Meyrin, SWITZERLAND Fleck, M.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN Jäger, J. I.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY; CERN, Meyrin, SWITZERLAND Latacz, B. M.; CERN, Meyrin, SWITZERLAND; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN Micke, Peter; CERN, Meyrin, SWITZERLAND; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Schiffelholz, M.; Leibniz Universität, Institut für Quantenoptik, Hannover, GERMANY Umbrazunas, G.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN; Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Zürich, SWITZERLAND Wiesinger, D.; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Will, C.; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Wursten, E.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN; CERN, Meyrin, SWITZERLAND Yildiz, H.; Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, GERMANY Blaum, K.; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Matzuda, Y.; Graduate School of Arts and Sciences, University of Tokyo, Tokyo, JAPAN Mooser, A.; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Ospelkaus, Christian; QUEST Institute for Experimental Quantum Metrology, PTB-Braunschweig; Leibniz Universität, Institut für Quantenoptik, Hannover, GERMANY Quint, W.; GSI-Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt, GERMANY Sótér, A.; Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Zürich, SWITZERLAND Walz, J.; Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, GERMANY; Helmholtz-Institut Mainz, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, GERMANY Yamazaki, Y.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN Ulmer, S.; RIKEN, Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory, JAPAN; Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, GERMANY
Quelle/Jahr	Review of Scientific Instruments: 94 (2023), 11, 113201-1 - 113201-17
Artikelnummer	113201
ISSN	0034-6748 (print) ; 1089-7623 (online)
DOI	https://doi.org/10.1063/5.0155492
Verlag	Melville, NY: American Institute of Physics (AIP)
Freie Schlagworte	ion-trap ; fundatmental interactions ; experimental techniques ; superconducting magnets ; cyclotron resonance
Zusammenfassung	Currently, the world’s only source of low-energy antiprotons is the AD/ELENA facility located at CERN. To date, all precision measurements on single antiprotons have been conducted at this facility and provide stringent tests of fundamental interactions and their symmetries. However, magnetic field fluctuations from the facility operation limit the precision of upcoming measurements. To overcome this limitation, we have designed the transportable antiproton trap system BASE-STEP to relocate antiprotons to laboratories with a calm magnetic environment. We anticipate that the transportable antiproton trap will facilitate enhanced tests of charge, parity, and time-reversal invariance with antiprotons and provide new experimental possibilities of using transported antiprotons and other accelerator-produced exotic ions. We present here the technical design of the transportable trap system. This includes the transportable superconducting magnet, the cryogenic inlay consisting of the trap stack and detection systems, and the differential pumping section to suppress the residual gas flow into the cryogenic trap chamber.

Themenbereich der Metrologie	Zeit und Frequenz
Innovationscluster	Quantentechnologie
Geschäftsfelder	Grundlagen der Metrologie

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Smorra, C., Abbass, F., Schweitzer, D., Bohmann, M., Devine, J. D., Dutheil, Y., Hobl, A., Arndt, B. P., Bauer, B. B., Devlin, J. A., Erlewein, S. R., Fleck, M., Jäger, J. I., Latacz, B. M., Micke, P., Schiffelholz, M., Umbrazunas, G., Wiesinger, D., Will, C., Wursten, E., Yildiz, H., Blaum, K., Matzuda, Y., Mooser, A., Ospelkaus, C., Quint, W., Sótér, A., Walz, J., Yamazaki, Y., & Ulmer, S. (2023). BASE-STEP: A transportable antiproton reservoir for fundamental interaction studies. Review of Scientific Instruments, 94(11), 113201-1–113201-17. https://doi.org/10.1063/5.0155492

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