Analýza obrazu a dat z externích scintilátorů v experimentu AEgIS

Abstract

Jeden z mnoha testů, které byly velmi přesně změřeny pro hmotu, ale nikoliv pro antihmotu, je takzvaný princip slabé ekvivalence, který je velmi úzce spojen s měřením gravitační interakce. Prvotním fyzikálním cílem experimentu AEgIS je přímé změření gravitačního zrychlení g neutrálního antivodíkového svazku, a tedy potvrzení tohoto principu. Produkční mechanismus, který byl kolaborací vybrán, se nazývá rezonantní nábojová výměna mezi antiprotonovým plazmatem a vysoce excitovanými atomy pozitronia. K úspěšnému provedení tohoto měření je potřeba efektivní tvorby antivodíkových atomů. Tato diplomová práce shrnuje všechny kroky, které byly uskutečněny k úspěšné produkci antivodíku, společně se samotným produkčním mechanismem. Částí práce je také detailní popis celé experimentální aparatury. Na konci práce je provedeno vylepšení jedné z diagnostických částí experimentu, dekonvoluce obrazu z Micro-Channel Plate.

Whilst the validity of the Weak Equivalence Principle (WEP) has been demonstrated to a high precision with normal matter, it has yet to be tested to such a rigorous degree for antimatter. Testing the WEP for antimatter forms the primary scientific goal of the AEgIS experiment, which seeks to directly measure the Earth's local gravitational acceleration g on a neutral antihydrogen beam. The production mechanism chosen by the collaboration is a resonant charge-exchange between the antiproton plasma and a cloud of excited Rydberg Ps atoms. Before the measurement can be performed however, an effective means of producing antihydrogen is required. This thesis presents a technical overview of the steps taken to produce antihydrogen, as well as a description of the experimental apparatus comprising AEgIS. The key findings of the experiment are summarised, and the future direction of the collaboration is examined. The remainder of the thesis is concerned with image and scintillator data analysis. Specifically, results for image refinement via deconvolution are presented and discussed.