O Antiproton Decelerator (AD) é uma máquina única que produz antiprotões de baixa energia para estudos de antimatéria, e “cria” antiatômeros.
Um feixe de prótons proveniente do PS (Proton Synchrotron) é disparado para um bloco de metal. Estas colisões criam uma grande quantidade de partículas secundárias, incluindo muitos antiprotões. Estes antiprotões têm demasiada energia para serem úteis na fabricação de antiátomos. Eles também têm diferentes energias e se movem aleatoriamente em todas as direções. O trabalho do AD é domar essas partículas indisciplinadas e transformá-las em um feixe útil e de baixa energia que pode ser usado para produzir antimatéria.
Os antiprotões, que emergem do bloco em ângulos divergentes, são focalizados antes de alcançarem o AD. Apenas uma fração deles tem a energia certa para ser injetada e armazenada no AD.
O AD é um anel composto de ímãs de flexão e focalização que mantêm os antiprotões na mesma pista, enquanto fortes campos elétricos os retardam. A dispersão da energia dos antiprotões e o seu desvio da sua pista é reduzida por uma técnica conhecida como “cooling” (arrefecimento). Os antiprotões são submetidos a vários ciclos de resfriamento e desaceleração até que sejam abrandados até cerca de um décimo da velocidade da luz.
Um novo anel de desaceleração, ELENA (Extra Low ENergy Antiproton), está agora acoplado ao AD. Este sincrotrão, com uma circunferência de 30 metros, desacelera ainda mais os antiprotões, reduzindo a sua energia num factor de 50, de 5,3 MeV para apenas 0,1 MeV. Um sistema de resfriamento de elétrons também aumenta a densidade do feixe. Com ELENA, o número de antiprotões que podem ser retidos aumenta num factor de 10 a 100, melhorando a eficiência das experiências e abrindo caminho para novas experiências.
Instalado em 2000, o AD fez as manchetes em 2002, quando foram produzidos pela primeira vez grandes números de átomos de anti-hidrogénio. Foram feitas tentativas iniciais para armazenar anti-hidrogénio durante um período de tempo suficiente para poder medir as suas características. Em 2011, uma experiência anunciou que tinha produzido e retido átomos de anti-hidrogénio durante dezasseis minutos, tempo suficiente para poder estudar as suas propriedades em detalhe. No ano seguinte, foi publicada a primeira medição do espectro do anti-hidrogênio. Desde 2010, os experimentos AD publicaram numerosas medições de características de antimatéria, comparando-as com as da matéria.
Atualmente os AD e ELENA servem a vários experimentos que estão estudando a antimatéria e suas propriedades: AEGIS, ALPHA, ASACUSA, BASE e GBAR. Enquanto ATRAP e ACE já completaram as suas experiências.