Rydberg-positronium velocity and self-ionization studies in a 1T magnetic field and cryogenic environment - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Phys.Rev.A Année : 2020

Rydberg-positronium velocity and self-ionization studies in a 1T magnetic field and cryogenic environment

M. Antonello
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A. Belov
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G. Bonomi
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R.S. Brusa
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M. Caccia
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I.C. Tietje
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T. Wolz
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C. Zimmer
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N. Zurlo
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Résumé

We characterized the pulsed Rydberg-positronium production inside the Antimatter Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy (AE$\overline{\textrm{g}}$IS) apparatus in view of antihydrogen formation by means of a charge exchange reaction between cold antiprotons and slow Rydberg-positronium atoms. Velocity measurements on the positronium along two axes in a cryogenic environment (≈10K) and in 1T magnetic field were performed. The velocimetry was done by microchannel-plate (MCP) imaging of a photoionized positronium previously excited to the $n$=3 state. One direction of velocity was measured via Doppler scan of this $n$=3 line, another direction perpendicular to the former by delaying the exciting laser pulses in a time-of-flight measurement. Self-ionization in the magnetic field due to the motional Stark effect was also quantified by using the same MCP-imaging technique for Rydberg positronium with an effective principal quantum number $n_\textrm{eff}$ ranging between 14 and 22. We conclude with a discussion about the optimization of our experimental parameters for creating Rydberg positronium in preparation for an efficient pulsed production of antihydrogen.

Dates et versions

hal-02905301 , version 1 (23-07-2020)

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Citer

M. Antonello, A. Belov, G. Bonomi, R.S. Brusa, M. Caccia, et al.. Rydberg-positronium velocity and self-ionization studies in a 1T magnetic field and cryogenic environment. Phys.Rev.A, 2020, 102 (1), pp.013101. ⟨10.1103/PhysRevA.102.013101⟩. ⟨hal-02905301⟩
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