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El desacelerador de antiprotones


El  Desacelerador de Antiprotones (Antiproton Decelerator AD) es una máquina única que produce antiprotones de baja energía para estudios de antimateria y "crea" antiátomos. El desacelerador produce haces de antiprotones. Para que quede claro, a cualquier partícula, le corresponde su antipartícula, que es lo mismo, pero de signo opuesto. (fotón, antifotón, protón, antiprotón, electrón, antielectrón (positrón)...) 

¿Cómo funciona?

Un rayo de protón que proviene del PS ( Proton Synchrotron ) se dispara en un bloque de metal. Estas colisiones crean una multitud de partículas secundarias, que incluyen muchos antiprotones. Estos antiprotones tienen demasiada energía para ser útiles para hacer antiátomos. También tienen diferentes energías y se mueven al azar en todas las direcciones. El trabajo del AD es domesticar estas partículas rebeldes y convertirlas en un haz útil de baja energía que puede usarse para producir antimateria.

Los antiprotones, que emergen del bloque en ángulos divergentes, se enfocan antes de llegar al AD. Solo una fracción de ellos tiene la energía adecuada para inyectarse y almacenarse en el AD.

¿Cómo está construido?

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 propagación en energía de los antiprotones y su desviación de su trayectoria se reduce mediante una técnica conocida como "enfriamiento". Los antiprotones están sujetos a varios ciclos de enfriamiento y desaceleración hasta que se reducen a una décima parte de la velocidad de la luz. Luego están listos para ser expulsados ​​a los experimentos de antimateria.

ELENA (Extra Low ENergy Antiproton) es un nuevo anillo de desaceleración que pronto será comisionado. Junto con el AD, este sincrotrón, con una circunferencia de 30 metros, reducirá aún más los antiprotones, reduciendo su energía en un factor de 50, de 5.3 MeV a solo 0.1 MeV. Un sistema de enfriamiento de electrones aumentará la densidad del haz. El número de antiprotones que pueden atraparse aumentará en un factor de 10 a 100, lo que mejorará la eficacia de los experimentos y allanará el camino para nuevos experimentos.

¿Qué ha logrado y qué se espera que logre?

Instalado en el 2000, el AD llegó a los titulares en 2002 cuando se produjeron grandes cantidades de átomos de antihidrógeno por primera vez. Se hicieron intentos iniciales para almacenar antiátomos durante el tiempo suficiente para poder medir sus características. En 2011, un experimento anunció que había producido y atrapado átomos de antihidrógeno durante dieciséis minutos, lo que fue lo suficientemente largo como para poder estudiar sus propiedades en detalle. El año siguiente, se publicó la primera medición del espectro de antihidrógeno. Desde 2010, los experimentos de AD han publicado numerosas mediciones de características de antimateria, comparándolas con las de la materia.

Actualmente la AD sirve varios experimentos que estudian la antimateria y sus propiedades: ALFA, 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 utilizar antiprotones preparados por ELENA, el nuevo desacelerador.