Título: Antihidrogênio (CPT e WEP): gravidade e espectroscopia a laser com 13 algarismos significativos e além.

Prof. Dr. Cláudio Lenz Cesar

Descrevemos um programa de pesquisa com antihidrogênio (antiH) que evoluiu pelas etapas de: formação dos primeiros anti-átomos a baixas energias[1]; aprisionamento magnético[2]; medida da constante hiperfina[3]; medida da transição 1S-2S com 12 algarismos significativos[4], medida mais precisa já realizada com antimatéria; resfriamento a laser[5]; à primeira medida direta da aceleração da gravidade terrestre sobre o anti-átomo[6,7] e às novas medidas espectroscópicas em análise que apontam para partes em 10^13. As pesquisas visam testes de fundamentos da física como a simetria Carga-Paridade-Tempo (CPT) e Princípio de Equivalência Fraco (WEP) em buscas de explicações para nosso Universo desprovido de antimatéria, um dos grandes mistérios da física atual. Na direção de aumentar a precisão, desenvolvemos uma técnica na UFRJ[8] para gerar e aprisionar ânions de H- para permitir ao experimento ALPHA obter H na mesma armadilha de antiH[9] e assim obter controle sobre diversos efeitos sistemáticos. 

[1] Amoretti, M. et al.[ATHENA Collab.] Production and detection of cold antihydrogen atoms. Nature 419, 456 (2002)

[2] Andresen, G. B. et al.[ALPHA Collab.] Trapped antihydrogen. Nature 468, 673 (2010)

[3] Ahmadi, M. et al.[ALPHA Collab.] Observation of the hyperfine spectrum of antihydrogen. Nature 548, 66 (2017)

[4] Ahmadi, M. et al. [ALPHA Collab.] Characterization of the 1S–2S transition in antihydrogen. Nature 557, 71 (2018). 

[5] Baker, C. J. et al. Laser cooling of antihydrogen atoms. Nature 592, 35 (2021).

Azevedo, L.O.A. et al. Adaptable platform for trapped cold electrons, hydrogen and lithium anions and cations. Commun Phys 6, 112 (2023)

[6] Cesar, C. L., Trapping and spectroscopy of hydrogen. Hyp. Interact. 109, 293 (1997).

[7] E.K. Anderson et al. [ALPHA Collab.] Observation of the effect of gravity on the motion of antimatter, Nature (in the press) (2023); https://www.nature.com/articles/s41586-023-06527-1

[8] Azevedo, L.O.A., et al. Adaptable platform for trapped cold electrons, hydrogen and lithium anions and cations. Commun Phys 6, 112 (2023)

[9] Cesar, C. L. A sensitive detection method for high resolution spectroscopy of trapped antihydrogen, hydrogen and other trapped species. J. Phys. B 49, 074001 (2016).