Antiproton-deceleratoren (AD) er en unik maskine, der producerer lavenergi-antiprotoner til studier af antimaterie og “skaber” antiatomer.
En protonstråle, der kommer fra PS (Proton Synchrotron), skydes ind i en blok af metal. Disse kollisioner skaber et væld af sekundære partikler, herunder masser af antiprotoner. Disse antiprotoner har for meget energi til at være nyttige til fremstilling af antiatomer. De har også forskellige energier og bevæger sig tilfældigt i alle retninger. AD’ens opgave er at tæmme disse uregerlige partikler og forvandle dem til en nyttig stråle med lav energi, der kan bruges til at fremstille antimaterie.
Antiprotonerne, der kommer ud af blokken i divergerende vinkler, fokuseres, før de når AD’en. Kun en brøkdel af dem har den rette energi til at blive sprøjtet ind i og lagret i AD’en.
AD’en er en ring bestående af bøjnings- og fokuseringsmagneter, der holder antiprotonerne på samme spor, mens stærke elektriske felter bremser dem. Spredningen i antiprotonernes energi og deres afvigelse fra deres spor reduceres ved hjælp af en teknik, der kaldes “køling”. Antiprotonerne udsættes for flere cyklusser af afkøling og deceleration, indtil de er bremset ned til omkring en tiendedel af lysets hastighed.
En nyere decelerationsring, ELENA (Extra Low ENergy Antiproton), er nu koblet til AD’en. Denne synkrotron med en omkreds på 30 meter bremser antiprotonerne endnu mere og reducerer deres energi med en faktor 50, fra 5,3 MeV til blot 0,1 MeV. Et elektronkølesystem øger også strålens tæthed. Med ELENA øges antallet af antiprotoner, der kan indfanges, med en faktor 10 til 100, hvilket forbedrer effektiviteten af eksperimenterne og baner vejen for nye eksperimenter.
Det blev installeret i 2000 og kom i overskrifterne i 2002, da der for første gang blev produceret et stort antal antihydrogenatomer. Der blev gjort indledende forsøg på at opbevare antiatomer i tilstrækkelig lang tid til at kunne måle deres egenskaber. I 2011 meddelte et eksperiment, at det havde produceret og fanget antihydrogenatomer i seksten minutter, hvilket var længe nok til at kunne studere deres egenskaber i detaljer. Året efter blev den første måling af antihydrogenspektret offentliggjort. Siden 2010 har AD-eksperimenterne offentliggjort adskillige målinger af antimateriens egenskaber og sammenlignet dem med materiens egenskaber.
I øjeblikket betjener AD og ELENA flere eksperimenter, der studerer antimaterie og dens egenskaber: AEGIS, ALPHA, ASACUSA, BASE og GBAR. Mens ATRAP og ACE nu har afsluttet deres eksperimenter.