Waarom zijn we op aarde?Hans Wilschut

Kernfysisch Versneller Instituut, Groningen

• We onderzoeken de fundamentele krachten in de natuur– elementaire symmetrieën essentieel

• Oerknal symmetrie: evenveel materie als antimaterie– materie + antimaterie poef! en weg zijn wij, alleen licht blijft– schending van fundamentele symmetrieën nodig– theorie: te weinig materie in het heelal

• In atoom + kernfysica– asymmetrie ook groter dan theorie? – laserval: zet atomen stil– zeer kleine afwijkingen meetbaar

Een “paar” atomen vertellen over het heelal

Medische toepassing antimaterie

Efoton=mec2

Efoton=mec2

ee+

materieantimaterie

PET-scan positron (e+) emission tomographymede-ontwikkeld op het KVI in ‘70

De wereld volgens Escher

spiegelbeeld tijd tijd

H.W. Wilschut

materie antimaterieaf terug naar af

meet schending tijdsomkeringniet CERN maar met normale materie

b.v. elektrisch dipoolmoment

e+ e-

Schending van tijdsomkering en het electrisch dipoolmoment

J

tijd tijd

d

Vindt moleculen, atomen of atoomkernen met eindige d

Een object met een onregelmatige ladingsverdeling heeft een elektrisch dipoolmoment

+d-

Een object dat draait heeft spin.In de kwantummechanica bepaalt J de richting en kan een elektrisch dipool d niet bestaan tenzij zowel P als T geschonden wordt.

J

Verkenning van de zwakke interactie

Het -verval 10-14 meter elektron = neutrino

neutrino

elektron

1

2

Voor bepaalde kernen niet geval 1, wel 2 …..

of toch een beetje….afwijking van het Standaard Model

Verkenning van de zwakke interactie

elektron

elektron

Door de terugstoot van de kern te meten, wordt de richting van het neutrino bepaald

De terugstoot is zeer gering gebruik een atoomval

Waar is het neutrino?

T (0K)1012

106

1

10-6

Hoe het echt gedaan wordt

AGOR

TRIP separator

atoom wolkje

RFQ koeler

Optische val

TRITRIPP project and facility project and facility

IonCatcher

RFQCooler

MOT

Beyond the Standard

Model

Nu

clea

r P

hys

ics

Ato

mic

Ph

ysic

sP

arti

cle

Ph

ysic

s

ProductionTarget

MagneticSeparator

MeV

meV

keV

eV

neV

AGOR

AGOR cyclotronAGOR cyclotronIon catcher (thermal ioniser or gas-cell)Ion catcher (thermal ioniser or gas-cell)

Low energy beam lineLow energy beam line

RFQ cooler/buncherRFQ cooler/buncherMOTMOT

MOTMOT

D

D

DD

Q

QQ

Q Q

QQ

Q

Magnetic separatorMagnetic separator

ProductionProduction targettarget

TTrappedrapped RRadioactiveadioactive IIsotopessotopes: : icro-laboratoriesicro-laboratories for Fundamentalfor Fundamental PPhysicshysics

Studie van Fundamentele Symmetrien en Interacties met

Radioactive Isotopen in Atoomvallen

•deeltjes en antideeltjes•tijdsomkering•spiegeling

laten zien waarom we bestaan

RFQ system + pulsed extraction tube RFQ system + pulsed extraction tube

TTrappedrapped RRadioactiveadioactive IIsotopessotopes: : icro-laboratoriesicro-laboratories for Fundamentalfor Fundamental PPhysicshysics

RFQ RFQ coolercooler

p p ~ 10~ 10-1-1 mbar mbar

RFQ RFQ buncherbuncher

p p ~ 10~ 10-3-3 mbar mbar

Pulsed Pulsed extraction extraction tube tube

p p ~ 10~ 10-6-6 mbar mbar

Beam Beam from TIfrom TI

Beam toBeam toMOTsMOTs

Buffer gas pressure (He):Buffer gas pressure (He): ~10~10-1-1 mbar mbar

RFQ ion coolerRFQ ion cooler RFQ ion buncherRFQ ion buncher10eV thermal

Trap position

U+Vcost

-(U+Vcost)

Switching on end electrodes

• RF capacitive RF capacitive couplingcoupling• DC drag DC drag resistor chainresistor chain

• Electronics designed for large range of isotopesElectronics designed for large range of isotopes

• UHV compatible design and materials usedUHV compatible design and materials used

• Standard vacuum parts (NW160)Standard vacuum parts (NW160)

~10~10-3-3 mbar mbar

TRITRIP RFQ cooler/buncher and LEBLP RFQ cooler/buncher and LEBL

TTrappedrapped RRadioactiveadioactive IIsotopessotopes: : icro-laboratoriesicro-laboratories for Fundamentalfor Fundamental PPhysicshysics