Über uns

Unser Labor leitet die BASE-Kollaboration am Antiprotonenentschärfungs- und ELENA-Zentrum des CERN. Dort führen wir hochpräzise Experimente zum Vergleich der fundamentalen Eigenschaften von Protonen und Antiprotonen durch. Diese Studien nutzen fortschrittliche kryogene Multi-Penning-Fallensysteme und haben zu mehreren rekordverdächtigen Ergebnissen geführt.

Bemerkenswert ist unser Vergleich des Ladungs-Masse-Verhältnisses von Proton und Antiproton – erreicht mit einer beispiellosen Präzision von 16 ppm (Nature,2024) – derzeit der genaueste Test der fundamentalen Ladungs-, Paritäts- und Zeitumkehrsymmetrie (CPT) im Baryonensektor. Wir haben außerdem die magnetischen Momente von Proton und Antiproton mit einer Bruchteilspräzision von 1,5 ppm gemessen und damit einen weiteren strengen Test der Materie-Antimaterie-Symmetrie durchgeführt (Nature, 2017).

Unsere Arbeit wird durch eine Reihe technologischer Innovationen ermöglicht. Wir haben Antiprotonen-Reservoirfallen entwickelt, die Antiprotonen mehrere Jahre lang speichern können (Nature, 2016) und so hochpräzise Experimente auch bei Beschleunigerabschaltungen ermöglichen. Unsere Systeme betreiben Penningfallen mit den niedrigsten nachgewiesenen Quantenheizraten (PhyRevLett,2013), nutzen extreme Magnetfeldgradienten und verfügen über weltweit führende Detektionstechnologien (sulmer). Diese Werkzeuge haben es uns ermöglicht, exotische physikalische Szenarien eng einzuschränken, darunter strenge Grenzen des Parameterraums für milligeladene Dunkle Materie (smorra) und asymmetrische Wechselwirkungen zwischen Antimaterie und Dunkler Materie (Nature, 2019).

Eine unserer jüngsten Errungenschaften ist die Entwicklung transportabler Antiprotonenfallen. Im Rahmen des BASE-STEP-Projekts haben wir kürzlich die erfolgreiche Extraktion und den Transport von Protonen aus der Antimateriefabrik des CERN demonstriert. Unsere langfristige Vision ist die Überführung der hochpräzisen Antimateriespektroskopie in ruhigere, Offline-Laborumgebungen. Diese Aufbauten ermöglichen Messungen mit noch höherer Genauigkeit und erweitern so unser Verständnis einer der tiefgreifendsten Fragen der modernen Physik: der beobachteten Dominanz von Materie über Antimaterie im Universum.

An der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf bauen wir derzeit ein ultra-rauscharmes Labor auf, um dieses bahnbrechende Antiprotonenspektroskopieprogramm der nächsten Generation zu unterstützen.