Введение
Сотрудничество в антипротонном замедлителе FORCETOC
Коллаборация по созданию ловушки для антиводорода (ATRAP) на комплексе антипротонного замедлителя в ЦЕРН, Женева, отвечает за эксперимент AD 2. Это продолжение коллаборации TRAP, которая начала сбор данных для эксперимента TRAP (также известного как эксперимент PS196) в 1985 году. Эксперимент TRAP впервые получил холодные антипротоны и холодные позитроны, а также впервые заставил компоненты холодного антиводорода взаимодействовать. Позже участники ATRAP стали пионерами в точной спектроскопии водорода и наблюдали первые атомы горячего антиводорода.
FORCETOC
The Antihydrogen Trap (ATRAP) collaboration at the Antiproton Decelerator facility at CERN, Geneva, is responsible for the AD 2 experiment. It is a continuation of the TRAP collaboration, which started taking data for the TRAP experiment (also known as the PS196 experiment) in 1985. The TRAP experiment pioneered cold antiprotons, cold positrons, and first made the ingredients of cold antihydrogen to interact. Later ATRAP members pioneered accurate hydrogen spectroscopy and observed the first hot antihydrogen atoms.
Экспериментальная установка
ATRAP – это сотрудничество физиков со всего мира, целью которого является создание и проведение экспериментов с антиводородом. ATRAP накапливает позитроны, испускаемые радиоактивным источником 22Na. Существуют два эффективных способа замедления быстрых позитронов посредством неэластичных процессов. Изначально коллаборация ATRAP выбрала метод, отличный от используемого ATHENA (AD 1).
Замедление и захват позитронов
Позитроны, испускаемые 22Na, сначала замедлялись титановой фольгой толщиной 10 мкм, а затем проходили через вольфрамовый кристалл толщиной 2 мкм. Внутри кристалла существует вероятность образования атома позитрония Ридберга из положительно заряженного позитрона и отрицательно заряженного электрона. В этом процессе позитроны теряют значительную часть своей энергии, поэтому дальнейшее замедление столкновениями с газом не требуется (как в ATHENA). Когда слабосвязанный атом позитрония Ридберга достигает ловушки Пеннинга в конце установки, он ионизируется, и позитрон захватывается в ловушку. Поскольку этот метод накопления позитронов оказался недостаточно эффективным, ATRAP перешел к буферному газовому аккумулятору типа Сурко, который сейчас является стандартным в экспериментах, требующих большого числа позитронов. Это позволило накопить рекордное количество позитронов в ловушке Иоффе. В отличие от ATHENA, ATRAP до сих пор функционирует и может постоянно совершенствоваться и расширяться. ATRAP теперь оснащен ловушкой Иоффе, способной удерживать электрически нейтральный антиводород с помощью магнитного квадрупольного поля. Это возможно благодаря ненулевому магнитному моменту антиводорода. Планируется проведение лазерной спектроскопии с антиводородом, удерживаемым в ловушке Иоффе.