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.

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.