En exakt mätning av absolut strålintensitet är en nyckelparameter för att övervaka eventuella förluster i en stråle och för att kalibrera det absoluta antalet partiklar som levereras till experimenten.
Dock, denna typ av mätning är mycket utmanande med traditionell strålströmdiagnostik när det gäller lågenergi, lågintensiva strålar på grund av de mycket låga signalnivåerna. Partikelacceleratorsexperter från University of Liverpool har nu experimentellt demonstrerat en ny typ av bildskärm i ett samarbete med CERN, GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research och Friedrich Schiller University och Helmholtz Institute Jena.
Ett papper som just publicerades i Superledande vetenskap och teknik dokumenterar utmaningarna vid implementering och första strålmätningar. Det här är de första mätningarna av denna typ som någonsin utförts i en synkrotron med hjälp av både sträckor och kortbuntade balkar.
Antiproton-retardatorn (AD) är en synkrotron som tillhandahåller lågenergi-antiprotoner för studier av antimateria. Dessa studier förlitar sig på att skapa antimateria-atomer (som antiväte) och använda dem som sonder för de mest grundläggande symmetrierna i naturen, såsom invarians av CPT, eller av gravitationsaccelerationen på materia och antimateria.
En exakt mätning av strålintensiteten i AD är avgörande för att övervaka eventuella förluster under retardations- och kylningsfaserna i AD -cykeln, och för att kalibrera det absoluta antalet partiklar som levereras till experimenten. Dock, Detta är mycket utmanande med traditionell strålströmdiagnostik på grund av den låga intensiteten hos antiprotonstrålen, som är av storleksordningen endast 10 miljoner partiklar, motsvarar strålar så låga som några hundra nano-ampere. För att klara detta, en Cryogenic Current Comparator (CCC) baserad på en superledande kvantinterferensanordning (SQUID) utvecklades och installerades i AD, i ett samarbete mellan acceleratorsexperter från University of Liverpool och CERN, GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research, Friedrich Schiller University och Helmholtz Institute Jena.
Tidigare inkarnationer av CCC för acceleratorer led av problem angående känslighet för mekaniska vibrationer och elektromagnetiska störningar. Vidare, dessa inställningar användes för att mäta långsamma strålar, vanligtvis från accelerationsöverföringsledningar, och kunde inte mäta korta bundna balkar som presenterade snabba strömvariationer. För att mäta strålströmmen och intensiteten under hela cykeln för en synkrotronmaskin som AD, CCC behövde anpassas för att klara de snabba signalerna från hopbundna strålar.
I ett open access -papper som just publicerats i IOP Superledande vetenskap och teknik tidning, Miguel Fernandes och medförfattare beskriver utmaningarna vid implementering och första strålmätningar. Det här är de första CCC-strålmätningarna någonsin som utförts i en synkrotron med användning av både kusterande och korta bundna strålar. Tidningen visar de spännande utsikterna för denna nya typ av stråldiagnostik.
