Crédito de la imagen: CERN
El Antiproton Decelerator (AD) es una máquina única que produce antiprotones de baja energía para estudios de antimateria, y "crea" antiatónomos. El decelerador produce haces de antiprotones y los envía a los diferentes experimentos.
Un haz de protones que proviene de la PS (Proton Synchrotron) se dispara en un bloque de metal. Estas colisiones crean una multitud de partículas secundarias, incluyendo un montón de antiprotones. Estos antiprotones tienen demasiada energía para ser útiles para hacer antiatómicos. También tienen diferentes energías y se mueven al azar en todas las direcciones. El trabajo de la AD es domar a estas partículas rebeldes y convertirlos en un útil, haz de baja energía que se puede utilizar para producir antimateria.
Los antiprotones, que emergen del bloque en ángulos divergentes, se enfocan antes de que lleguen al AD. Sólo una fracción de ellos tienen la energía adecuada para ser inyectados y almacenados en la AD.
El AD es un anillo compuesto por imanes de flexión y enfoque que mantienen a los antiprotones en la misma pista, mientras que los fuertes campos eléctricos los ralentizan. La difusión en energía de los antiprotones y su desviación de su pista se reduce mediante una técnica conocida como "enfriamiento". Los antiprotones se someten a varios ciclos de enfriamiento y desaceleración hasta que se reducen a una décima parte de la velocidad de la luz. Están entonces listos para ser expulsados en los experimentos de antimateria.
ELENA (Extra Low Energy Antiproton) es un nuevo anillo de desaceleración que pronto será puesto en servicio. Junto con la AD, este sincrotrón, con una circunferencia de 30 metros, ralentizará aún más los antiprotones, reduciendo su energía en un factor de 50, de 5.3 MeV a 0.1 MeV. Un sistema de refrigeración electrónica aumentará la densidad del haz. El número de antiprotones que pueden ser atrapados se incrementará en un factor de 10 a 100, mejorando la eficiencia de los experimentos y preparando el camino para nuevos experimentos.
Instalado en 2000, el AD hizo los titulares en 2002, cuando un gran número de átomos de antihidrógeno se produjeron por primera vez. Se hicieron intentos iniciales para almacenar antiatómicos durante un tiempo suficientemente largo para poder medir sus características. En 2011, un experimento anunció que había producido y atrapado átomos de antihidrógeno durante dieciséis minutos, que fue lo suficientemente largo como para poder estudiar sus propiedades en detalle. Al año siguiente, se publicó la primera medición del espectro antihidrógeno. Desde 2010, los experimentos AD han publicado numerosas mediciones de las características de la antimateria, comparándolas con las de la materia.
Actualmente la AD sirve varios experimentos que están estudiando la antimateria y sus propiedades: ALPHA, ASACUSA, ATRAP y BASE. Otros dos experimentos, AEGIS y GBAR, se están preparando para estudiar los efectos de la gravedad sobre la antimateria. GBAR será el primer experimento en el uso de antiprotones preparados por ELENA, el nuevo desacelerador.