Antiprotondeceleratorn (AD) är en unik maskin som producerar lågenergiantiprotoner för studier av antimateria och ”skapar” antiatomer.
En protonstråle som kommer från PS (Proton Synchrotron) skjuts in i ett metallblock. Dessa kollisioner skapar en mängd sekundära partiklar, inklusive mängder av antiprotoner. Dessa antiprotoner har för mycket energi för att vara användbara för att göra antiatomer. De har också olika energier och rör sig slumpmässigt i alla riktningar. AD:s uppgift är att tämja dessa oregerliga partiklar och förvandla dem till en användbar, lågenergibestrål som kan användas för att framställa antimateria.
Antiprotonerna, som kommer ut från blocket i divergerande vinklar, fokuseras innan de når AD. Endast en bråkdel av dem har rätt energi för att injiceras i och lagras i AD.
AD är en ring som består av böjnings- och fokuseringsmagneter som håller antiprotonerna på samma spår, medan starka elektriska fält bromsar dem. Spridningen av antiprotonernas energi och deras avvikelse från sitt spår minskas genom en teknik som kallas ”kylning”. Antiprotonerna utsätts för flera cykler av kylning och avbromsning tills de har saktats ner till ungefär en tiondel av ljusets hastighet.
En nyare avbromsningsring, ELENA (Extra Low ENergy Antiproton), är nu kopplad till AD. Denna synkrotron, med en omkrets på 30 meter, bromsar antiprotonerna ännu mer och minskar deras energi med en faktor 50, från 5,3 MeV till endast 0,1 MeV. Ett elektronkylningssystem ökar också strålens täthet. Med ELENA ökar antalet antiprotoner som kan fångas in med en faktor 10 till 100, vilket förbättrar experimentens effektivitet och banar väg för nya experiment.
Installerades år 2000 och AD fick rubrikerna 2002 när ett stort antal antiväteatomer producerades för första gången. De första försöken gjordes för att lagra antiatomer under tillräckligt lång tid för att kunna mäta deras egenskaper. År 2011 meddelade ett experiment att det hade producerat och fångat antiväteatomer i sexton minuter, vilket var tillräckligt länge för att man skulle kunna studera deras egenskaper i detalj. Året därpå publicerades den första mätningen av spektrumet av antiväte. Sedan 2010 har AD-experimenten publicerat många mätningar av antimateriens egenskaper och jämfört dem med materiens egenskaper.
För närvarande betjänar AD och ELENA flera experiment som studerar antimateria och dess egenskaper: AEGIS, ALPHA, ASACUSA, BASE och GBAR. Medan ATRAP och ACE nu har avslutat sina experiment.