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| 低エネルギー反陽子リング（1982–1996） | |
|---|---|
| 反陽子蓄積装置 | 反陽子生成 |
| 反陽子コレクター | 減速され貯蔵された反陽子 |
| 反物質工場（2000年～現在） | |
| 反陽子減速装置（AD） | 反陽子を減速する |
| 超低エネルギー反陽子リング（ELENA） | ADから受け取った反陽子を減速する |
低エネルギー反陽子リング（LEAR ）は、1982年から1996年まで稼働していたCERNの粒子加速器でした。 [1]このリングは、反陽子を減速して貯蔵し、反物質の特性を研究し、反水素原子を生成するように設計されました。[2]リングの反陽子は、CERN陽子シンクロトロンの反陽子コレクターと反陽子アキュムレーター（AA）によって生成されました。1995年のPS210実験では、少なくとも9個の反水素原子の生成が確認されました。
実験のセットアップ
LEARは、プロトンシンクロトロン（PS）の南ホールにある、円周78.5メートルの多目的貯蔵リングです。 [3] [4] 4つの直線セクションには、コンパクトな90°偏向磁石と8つの四極子ダブレットが交互に配置されています。各直線セクションは、内部ビームや電子冷却用の装置などの機器を収納できる8メートルのセクションと、1メートルの短いセクション2つで構成されています。 [4]使用されるCタイプ（偏向）磁石は、注入と排出のためにリングの外側に開いています。[5] LEARに使用される真空システムは、300℃でベーキングするように設計されています。[3]
通常、10 9個の反陽子の束が AA からすくい取られ、PS によって 3.5 GeV/c から 0.6 GeV/c に減速されます。[5] [6]束は LEAR に転送され、最低 100 MeV/c まで減速されるか、一般的に 1000 MeV/c まで加速されます。[5]ほとんどの実験では、「ビーム ストレッチャー モード」が使用され、超低速抽出によって高負荷(連続) 量の反陽子が供給されました。[5]別のモードである「内部ターゲット」では、ほとんどの粒子がガス ジェット ターゲットによって消費されるまで、ビームを数時間、場合によっては数日間循環させます。[7] [5]
確率的冷却は、LEAR実験装置のいくつかの段階で、異なるモーメントで実行されます。[5]確率的冷却の焦点は、ビーム内の粒子の動きを制限し、そのエネルギーを特定の値に近づけることです。1987年から、装置には電子冷却が含まれ、確率的冷却を補完するために初期冷却実験（ICE）の電子冷却器を使用しました。[8] [9]冷却を使用すると、低エネルギーおよび低エミッタンスの高品質ビームを生成できます。[5]
結果
LEARの14年間の運営期間中に合計27の実験が行われた。[10]核子-反陽子消滅で生成されるまれな中間子共鳴を分析するために、LEARでいくつかの中間子分光実験が実施された。[11]これらには、クリスタルバレル、OBELIX、JETSET実験が含まれる。[10]さらに、特定の陽子-反陽子相互作用を研究することで物質-反物質対称性が調査され、CP対称性の破れの詳細な測定が行われた。[12]陽子と反陽子の質量差も、10 10分の1の精度でLEARで研究された。[13] [10]
LEIRへの変換
1996年にLEARは低エネルギーイオンリングに改造され、それ以来大型ハドロン衝突型加速器の鉛 イオン注入プロセスに使用されている。[1] [14] CERNでは反陽子減速器を使用して低エネルギー反陽子の研究が続けられている。これはLEARの後継として建設され、2000年に稼働を開始した。[15]
参考文献
- ^ ab 「低エネルギー反陽子リング」。CERN 。 2021年8月17日閲覧。
- ^ 「反物質の歴史 - 加速器時代」 2001年2月22日。2001年2月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年8月17日閲覧。
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- ^ 「反陽子減速装置」CERN . 2021年8月17日閲覧。