A Position Detector for AEGIS - Anti-matter Experiment for Gravity, Interferometry and Spectroscopy

Målet til AEGIS experimentet ved Antimatter Decelerator (AD) ved CERN er å måle direkte effekten av Jordas gravitatsjonsfelt på antimaterie. For å klare dette må AEGIS kollaborasjonen lage en kald (100 mK) og pulset antihydrogenstråle med en hastighet på noen få 100 m/s og så måle hvor mye veien et anti-Hydrogen tar avviker på grunn av gravitasjonsfeltet. Hvor antihydrogenet er etter en strekning på ca. en meter måles av en posisjonssensitiv detektor. Denne detektoren består av en aktiv silisum del, hvor annihilasjonene skjer og som vi er ansvarlige for å utvikle, fulgt av en emulsjon del, som sammen skal måle anti-gravitasjonskonstanten med 1% presisjon med omtrent 600 rekonstuerte og tidsbestemte annihilasjoner. Hovedmålene som er møtt i dette prosjektet så langt er: - En aller første direkte måling av antiproton annihilering i en segmentert silisium sensor (i følge våre kilder), et viktig skritt mot å designe en posisjonssensitiv silisium detektor for AEGIS eksperimentet. - Resultater fra Monte Carlo simuleringer (GEANT4) for antiproton energier lavere enn 5MeV viser viktig avvik fra data. For å forbedre og studere antiproton annihilasjoner i mer detalj ved lav energi forbereder vi tester ved en separat antiproton stråle for å kunne forstå annihilasjonsprosessen bedre - Prototype,mekaniske tester og design evaluering har gitt gode resultater, samt første testbeam resultater av den den endelige detektoren startet høsten 2015 og forstatte i testbeam 2016. Det norske AEGIS prosjektet og prosjektleder har blitt evaluert fire ganger - i 2012, 2013 og to ganger i 2014 (vår og høst) med de beste skussmål.

The weak equivalence principle (WEP) implies that the gravitational interactions of matter and anti-matter are exactly identical. This assertion, being a fundamental consequence of general relativity, has never been experimentally verifed; in fact the gra vitational force on anti-matter system has never been directly observed. Consequently, a first, even modest precision measurement of the gravitational interactions of anti-matter is very interesting. Observing the gravitational effects on anti-Hydrogen is a substantial experimental challenge, and a successful experiment will require the integration of techniques from two distinct fields within the broader discipline of experimental physics: atomic physics, and particle detectors. The across-discipline a pproach is reflected in this project, the participants having their respective backgrounds in atomic and particle physics. The groups at the University of Oslo (UoO) and the University of Bergen (UoB) have extensive experience with the development, constr uction and deployment of semiconductor tracking detectors as well as atomic research. The AEGIS collaboration initially approached the Norwegian groups, inviting us to participate in the experiment and take the main responsibility for its position sensi tive detector, a silicon detector which is a cruicial part of the apparatus. Pursuing this opportunity will allow us to capitalise on our silicon tracker expertise and play a major role in an international collaboration. The AEGIS project has a time fra me of four years, starting in 2012 and running through 2015. Contrasting with the much longer spans of typical experiments in the bordering field of high energy physics, a PhD student in AEGIS will have the opportunity to follow a medium-size physics expe riment virtually from conception to completion. Finally, this project present a unique opportunity for our industrial partners who are very interested in developing detectors and ASICs for cryogenic temperatures