Эксперимент ATRAP

коллаборация « Антиводородная ловушка» ( ATRAP ) на установке «Антипротонный замедлитель» в ЦЕРН отвечает За эксперимент AD-2 , Женева . Это продолжение сотрудничества TRAP , которое начало собирать данные для эксперимента TRAP (также известного как эксперимент PS196) в 1985 году. ^[1]^[2] Эксперимент TRAP впервые открыл холодные антипротоны , холодные позитроны и впервые заставил компоненты холодного антиводорода взаимодействовать. Позже члены ATRAP впервые применили точную водородную спектроскопию и наблюдали первые горячие атомы антиводорода.

Экспериментальная установка

Сотрудники ATRAP рядом с аппаратом, который первым улавливал, охлаждал и складывал антипротоны в CERN AD

ATRAP — это сотрудничество физиков всего мира с целью создания и экспериментирования с антиводородом. ATRAP накапливает позитроны, испускаемые радиоактивным веществом. ²²Источник На . Есть два эффективных способа замедлить быстрые позитроны с помощью неупругих процессов. Коллаборация ATRAP изначально выбрала метод, отличный от ATHENA (AD-1) .

Замедление и захват позитрона

Позитроны, испускаемые ²²Na сначала замедляли с помощью титановой фольги толщиной 10 мкм, а затем пропускали через кристалл вольфрама толщиной 2 мкм.Внутри кристалла существует вероятность того, что положительно заряженный позитрон и отрицательно заряженный электрон образуют ридберговский атом позитрония . В этом процессе позитроны теряют большую часть своей энергии, так что больше нет необходимости (как в АФИНЕ) дальше тормозить при столкновениях в газе. Когда слабосвязанный ридберговский атом позитрония достигает ловушки Пеннинга на конце аппарата, он ионизируется , и позитрон попадает в ловушку.

Постдокторант эксперимента ATRAP с ловушкой Пеннинга для улавливания антипротонов.

Поскольку этот метод накопления позитронов не был особенно эффективным, ATRAP перешел на аккумулятор буферного газа типа Сурко, который сейчас является стандартом в экспериментах, требующих большого количества позитронов. ^[3] Это привело к хранению самого большого за всю историю числа позитронов в ловушке Иоффе . ^[4]

В отличие от ATHENA, ATRAP еще не закрыт и может постоянно улучшаться и расширяться. В ATRAP теперь есть ловушка Иоффе, которая может хранить электрически нейтральный антиводород с помощью магнитного квадрупольного поля. Это возможно, поскольку магнитный момент антиводорода отличен от нуля. Предполагается, что лазерную спектроскопию будут проводить на антиводороде, хранящемся в ловушке Иоффе.

сотрудничество ATRAP

В сотрудничество ATRAP входят следующие учреждения:

Гарвардский университет , США
Йоркский университет , Канада
Университет Майнца , Германия
Исследовательский центр Юлиха , Германия

Ссылки

^ Габриэль, Г.; Фей, X.; Ороско, Л.; Тьёлкер, Р.; Хаас, Дж.; Калиновский, Х.; Трейнор, Т.; Келлс, В. (сентябрь 1990 г.). «Тысячекратное улучшение измеренной массы антипротона» . Письма о физических отзывах . 65 (11): 1317–1320. Бибкод : 1990PhRvL..65.1317G . дои : 10.1103/PhysRevLett.65.1317 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 10042233 . {{cite journal}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
^ «Серая книга: PS196» . greybook.cern.ch . Архивировано из оригинала 9 июля 2021 г. Проверено 6 июля 2021 г.
^ «Калифорнийский университет в Сан-Диего: Факультет физики - Группа исследования плазмы Сурко» . Проверено 21 декабря 2016 г.
^ Фицакерли, Д.В.; и др. (Сотрудничество ATRAP) (2016). «Электронно-охлаждаемое накопление 4 × 10 ⁹ позитроны для производства и хранения атомов антиводорода». Journal of Physics B. 49 ( 6): 064001. Bibcode : 2016JPhB...49f4001F . doi : 10.1088/0953-4075/49/6/064001 . S2CID 108283977 .

Внешние ссылки

Рекорд эксперимента ATRAP на INSPRE-HEP

[1] Габриэль, Г.; Фей, X.; Ороско, Л.; Тьёлкер, Р.; Хаас, Дж.; Калиновский, Х.; Трейнор, Т.; Келлс, В. (сентябрь 1990 г.). «Тысячекратное улучшение измеренной массы антипротона» . Письма о физических отзывах . 65 (11): 1317–1320. Бибкод : 1990PhRvL..65.1317G . дои : 10.1103/PhysRevLett.65.1317 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 10042233 . {{cite journal}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )

[2] «Серая книга: PS196» . greybook.cern.ch . Архивировано из оригинала 9 июля 2021 г. Проверено 6 июля 2021 г.

[3] «Калифорнийский университет в Сан-Диего: Факультет физики - Группа исследования плазмы Сурко» . Проверено 21 декабря 2016 г.

[4] Фицакерли, Д.В.; и др. (Сотрудничество ATRAP) (2016). «Электронно-охлаждаемое накопление 4 × 10 ⁹ позитроны для производства и хранения атомов антиводорода». Journal of Physics B. 49 ( 6): 064001. Bibcode : 2016JPhB...49f4001F . doi : 10.1088/0953-4075/49/6/064001 . S2CID 108283977 .

[1]

[2]

[3]

[4]