En ny ring til at bremse antimateriale

Du kan tage ELENA fejl af en miniatureaccelerator. Men, i modsætning til de fleste acceleratorer, den ligger i en hangar, og du kan tage det hele med bare et enkelt blik. Den største forskel er dog er, at det ikke fremskynder partikler, men bremser dem.

CERNs helt nye maskine måler kun 30 meter i omkreds og er lige begyndt sine første test med stråle.

ELENA (Extra Low ENergy Antiproton) decelerationsringen tilsluttes Antiproton Decelerator (AD), som har været i brug siden 2000. AD er en unik facilitet, der muliggør undersøgelse af antimateriale.

Antimaterie kan betragtes som et spejlbillede af materie, og det er fortsat et mysterium for fysikere. For eksempel, stof og antimateriale skulle have været skabt i lige store mængder på tidspunktet for Big Bang - begivenheden ved oprindelsen af ​​vores univers. Men antimateriale ser ud til at være forsvundet fra universet. Hvor det er gået, er et af de mange spørgsmål, fysikere forsøger at løse med AD -maskinen.

182 meter omkredsringen bremser antiprotoner (protonernes antipartikler) til 5,3 MeV, den lavest mulige energi i en maskine af denne størrelse. Antiprotonerne sendes derefter til forsøg, hvor de studeres eller bruges til at producere atomer af antimateriale. Jo langsommere antiprotoner (dvs. jo mindre energi de har), jo lettere er det for eksperimenterne at studere eller manipulere dem.

Og det er her ELENA kommer ind. Sammen med AD, denne lille ring vil bremse antiprotonerne endnu mere, reducere deres energi med en faktor 50, fra 5,3 MeV til kun 0,1 MeV. Ud over, bjælkens tæthed vil blive forbedret. Eksperimenterne vil kunne fælde 10 til 100 gange flere antiprotoner, effektivisering og baner vej for nye undersøgelser.

Retardering af bjælker er lige så kompliceret som at accelerere dem. Jo langsommere partiklerne, jo sværere er det at kontrollere deres baner. Ved lav energi, bjælker er mere følsomme over for interferens udefra, såsom jordens magnetfelt. ELENA er derfor udstyret med magneter, der er optimeret til at fungere med meget svage felter. Et elektronkølesystem koncentrerer og bremser strålerne.

Nu hvor komponenterne i den nye decelerator er installeret, holdene er begyndt de første tests med stråle.

"Efter fem års udvikling og konstruktion, dette er en meget vigtig fase. Vi vil fortsætte testene i de kommende uger for at se, om alt fungerer som planlagt, "forklarer Christian Carli, ELENA projektleder. "GBAR, det første eksperiment, der blev forbundet til ELENA, skulle modtage sine første antiprotoner i 2017. "

De andre forsøg vil blive forbundet under den anden lange nedlukning af CERNs acceleratorer i 2019-2020. ELENA vil levere antiprotoner til fire eksperimenter parallelt.

Flere forsøg undersøger antimateriale og dets egenskaber:ALPHA, ASACUSA, ATRAP og BASE. GBAR og AEGIS arbejder mere specifikt på tyngdekraftens virkning på antimateriale.