反陽子減速機

すべての加速器が粒子の速度を増加させるわけではありません。 AD は反陽子の速度を低下させ、反物質の研究に使用できるようにします。

反陽子減速機 (AD) は、反物質の研究のために低エネルギーの反陽子を生成し、反原子を「作成」するユニークな機械です。

PS（陽子シンクロトロン）からの陽子線を金属ブロックに照射します。 これらの衝突により、多くの反陽子を含む多数の二次粒子が生成されます。 これらの反陽子はエネルギーが多すぎるため、反原子を作るのに役立ちません。 また、それらは異なるエネルギーを持っており、あらゆる方向にランダムに動きます。 AD の仕事は、これらの手に負えない粒子を飼いならし、反物質の生成に使用できる有用な低エネルギー ビームに変えることです。

発散角でブロックから出現する反陽子は、AD に到達する前に集束されます。 そのうちのほんの一部だけが、AD に注入され、蓄積される適切なエネルギーを持っています。

AD は、反陽子を同じ軌道上に保ちながら、強い電場によって反陽子を減速させる、曲げ磁石と集束磁石で構成されるリングです。 反陽子のエネルギーの広がりとその軌道からの逸脱は、「冷却」として知られる技術によって減少します。 反陽子は、光速の約 10 分の 1 まで減速されるまで、冷却と減速を数回繰り返します。

新しい減速リング ELENA (Extra Low ENergy Antiproton) が AD と結合されました。 周囲30メートルのこのシンクロトロンは反陽子の速度をさらに遅くし、そのエネルギーを5.3 MeVからわずか0.1 MeVまで50分の1に減少させます。 電子冷却システムもビーム密度を高めます。 ELENAを使用すると、トラップできる反陽子の数が10～100倍に増加し、実験の効率が向上し、新たな実験への道が開かれます。

2000 年に設置された AD は、2002 年に初めて大量の反水素原子が生成されたと話題になりました。 初期の試みは、反原子の特性を測定できるよう十分な期間にわたって反原子を保存することです。 2011 年、ある実験で反水素原子が 16 分間生成され、捕捉されたことが発表されました。これは、反水素原子の特性を詳細に研究するのに十分な長さでした。 翌年、反水素スペクトルの最初の測定結果が発表されました。 2010 年以来、AD 実験では反物質の特性を物質の特性と比較する数多くの測定結果が発表されています。

現在、AD と ELENA は、AegIS、ALPHA、ASACUSA、BASE、GBAR など、反物質とその特性を研究するいくつかの実験を行っています。 一方、ATRAP と ACE は現在実験を完了しています。