• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    En ny ring för att bromsa antimateria

    Den nya retardationsringen ELENA kommer att bromsa antimateriapartiklarna ytterligare än någonsin för att förbättra effektiviteten i experiment som studerar antimateria. Kredit:Maximilien Brice/CERN

    Du kan missta ELENA för en miniatyraccelerator. Men, till skillnad från de flesta acceleratorer, det är inrymt i en hangar och du kan ta in allt på bara en blick. Den största skillnaden är dock är att det inte accelererar partiklar, men bromsar dem.

    CERNs helt nya maskin mäter bara 30 meter i omkrets och har precis påbörjat sina första tester med balk.

    ELENA (Extra Low Energy Antiproton) retardationsring kommer att anslutas till Antiproton Decelerator (AD), som har varit i drift sedan 2000. AD är en unik anläggning som möjliggör studier av antimateria.

    Antimateria kan ses som en spegelbild av materia och det förblir ett mysterium för fysiker. Till exempel, materia och antimateria borde ha skapats i lika stora mängder vid tiden för Big Bang - händelsen i ursprunget till vårt universum. Men antimateria verkar ha försvunnit från universum. Vart det har tagit vägen är en av många frågor fysiker försöker lösa med AD-maskinen.

    Ringen med en omkrets på 182 meter bromsar antiprotoner (protonernas antipartiklar) till 5,3 MeV, lägsta möjliga energi i en maskin av denna storlek. Antiprotonerna skickas sedan till experiment där de studeras eller används för att producera atomer av antimateria. Ju långsammare antiprotonerna (dvs desto mindre energi har de), desto lättare är det för experimenten att studera eller manipulera dem.

    Och det är här ELENA kommer in. Tillsammans med AD, denna lilla ring kommer att bromsa antiprotonerna ytterligare, minska sin energi med en faktor 50, från 5,3 MeV till bara 0,1 MeV. Dessutom, strålarnas täthet kommer att förbättras. Experimenten kommer att kunna fånga 10 till 100 gånger fler antiprotoner, förbättra effektiviteten och bana väg för nya studier.

    Att bromsa strålar är lika komplicerat som att accelerera dem. Ju långsammare partiklarna är, desto svårare är det att kontrollera deras banor. Vid låg energi, strålar är mer känsliga för yttre störningar, såsom jordens magnetfält. ELENA är därför utrustad med magneter som är optimerade för att fungera med mycket svaga fält. Ett elektronkylningssystem koncentrerar och bromsar strålarna.

    Nu när komponenterna i den nya retardatorn har installerats, teamen har påbörjat de första testerna med beam.

    "Efter fem år av utveckling och konstruktion, detta är ett mycket viktigt steg. Vi kommer att fortsätta testerna under de kommande veckorna för att se om allt fungerar som planerat, " förklarar Christian Carli, ELENA projektledare. "GBAR, det första experimentet som kopplades till ELENA, bör få sina första antiprotoner 2017."

    De andra experimenten kommer att kopplas ihop under den andra långa avstängningen av CERNs acceleratorer 2019-2020. ELENA kommer att leverera antiprotoner till fyra experiment parallellt.

    Flera experiment studerar antimateria och dess egenskaper:ALPHA, ASACUSA, ATRAP och BASE. GBAR och AEGIS arbetar mer specifikt med gravitationens effekt på antimateria.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com