CERN Przyspieszanie nauki

Dekelerator Antyprotonów (AD) jest unikalną maszyną, która wytwarza niskoenergetyczne antyprotony do badań nad antymaterią i „tworzy” antyatomy.

Wiązka protonów pochodząca z PS (Synchrotron Protonów) jest wystrzeliwana w blok metalu. Zderzenia te powodują powstanie wielu cząstek wtórnych, w tym wielu antyprotonów. Antyprotony te mają zbyt dużą energię, aby mogły być użyteczne do tworzenia antyatomów. Mają one również różne energie i poruszają się losowo we wszystkich kierunkach. Zadaniem AD jest okiełznanie tych niesfornych cząstek i przekształcenie ich w użyteczną, niskoenergetyczną wiązkę, która może być użyta do produkcji antymaterii.

Antyprotony, które wylatują z bloku pod różnymi kątami, są skupiane zanim dotrą do AD. Tylko ułamek z nich ma odpowiednią energię, by zostać wstrzykniętym i zmagazynowanym w AD.

AD jest pierścieniem złożonym z magnesów zginających i skupiających, które utrzymują antyprotony na tym samym torze, podczas gdy silne pola elektryczne spowalniają je. Rozrzut energii antyprotonów i ich odchylenie od toru jest redukowane przez technikę znaną jako „chłodzenie”. Antyprotony są poddawane kilku cyklom chłodzenia i opóźniania, aż zostaną spowolnione do około jednej dziesiątej prędkości światła.

Najnowszy pierścień opóźniający, ELENA (Extra Low ENergy Antiproton), jest obecnie sprzężony z AD. Ten synchrotron, o obwodzie 30 metrów, spowalnia antyprotony jeszcze bardziej, redukując ich energię 50-krotnie, z 5,3 MeV do zaledwie 0,1 MeV. System chłodzenia elektronów również zwiększa gęstość wiązki. Dzięki ELENA liczba antyprotonów, które można uwięzić, wzrasta od 10 do 100 razy, co poprawia wydajność eksperymentów i toruje drogę nowym eksperymentom.

Zainstalowany w 2000 roku AD trafił na pierwsze strony gazet w 2002 roku, gdy po raz pierwszy wyprodukowano dużą liczbę atomów anty-wodoru. Podjęto początkowe próby przechowywania antyatomów przez wystarczająco długi czas, aby móc zmierzyć ich właściwości. W 2011 roku w jednym z eksperymentów ogłoszono, że udało się wyprodukować i uwięzić atomy anty-wodoru na szesnaście minut, co było wystarczająco długim czasem, aby móc szczegółowo zbadać ich właściwości. W następnym roku opublikowano pierwszy pomiar widma anty-wodoru. Od 2010 roku eksperymenty AD opublikowały liczne pomiary właściwości antymaterii, porównując je z właściwościami materii.

Obecnie AD i ELENA obsługują kilka eksperymentów, które badają antymaterię i jej właściwości: AEGIS, ALPHA, ASACUSA, BASE i GBAR. Natomiast ATRAP i ACE zakończyły już swoje eksperymenty.

.

Dodaj komentarz