Articulo de referencia

Experimento ATRAP

La colaboración ATRAP ( Antihydrogen Trap ) en el acelerador de antiprotones del CERN , Ginebra, fue responsable del experimento AD-2 . Fue una continuación de la colaboración T...

La colaboración ATRAP ( Antihydrogen Trap ) en el acelerador de antiprotones del CERN , Ginebra, fue responsable del experimento AD-2 . Fue una continuación de la colaboración TRAP , que comenzó a recopilar datos para el experimento TRAP (también conocido como experimento PS196) en 1985. [ 1 ] [ 2 ] El experimento TRAP fue pionero en antiprotones fríos , positrones fríos y logró que los componentes del antihidrógeno frío interactuaran por primera vez. Posteriormente, los miembros de ATRAP fueron pioneros en la espectroscopia precisa del hidrógeno y observaron los primeros átomos de antihidrógeno caliente.

Configuración experimental

Colaboradores de ATRAP junto al aparato que atrapó, enfrió y apiló por primera vez antiprotones en el AD del CERN.

ATRAP fue una colaboración entre físicos de todo el mundo con el objetivo de crear y experimentar con antihidrógeno. ATRAP acumula positrones emitidos por una fuente radiactiva de 22Na . Existen dos maneras efectivas de ralentizar los positrones rápidos mediante procesos inelásticos. La colaboración ATRAP inicialmente optó por un método diferente al de ATHENA (AD-1) .

Ralentizar y atrapar el positrón

Los positrones emitidos por el 22Na se frenaron primero con una  lámina de titanio de 10 μm de espesor y luego se hicieron pasar a través de un  cristal de tungsteno de 2 μm de espesor. Dentro del cristal, existe la posibilidad de que un positrón con carga positiva y un electrón con carga negativa formen un átomo de positronio de Rydberg . En este proceso, los positrones pierden gran parte de su energía, por lo que ya no es necesario (como en ATHENA) frenarlos aún más mediante colisiones en el gas. Cuando el átomo de positronio de Rydberg , débilmente ligado , alcanza la trampa de Penning al final del aparato, se ioniza y el positrón queda atrapado.

Investigador postdoctoral en el experimento ATRAP, utilizando el aparato de trampa de Penning para atrapar antiprotones.

Dado que este método de acumulación de positrones no era particularmente eficiente, ATRAP cambió a un acumulador de gas amortiguador tipo Surko, como ahora es estándar en experimentos que requieren grandes cantidades de positrones. [ 3 ] Esto ha llevado al almacenamiento de la mayor cantidad de positrones jamás registrada en una trampa de Ioffe . [ 4 ]

El proyecto ATRAP ha sido cancelado. [ 5 ] ATRAP contaba con una trampa de Ioffe que intentaba almacenar el antihidrógeno eléctricamente neutro mediante un campo cuadrupolar magnético . Esto era potencialmente posible debido a que el momento magnético del antihidrógeno es distinto de cero. Se tenía previsto realizar espectroscopia láser sobre el antihidrógeno almacenado en la trampa de Ioffe; sin embargo, nunca se publicó ningún estudio al respecto.

Colaboración ATRAP

La colaboración ATRAP estuvo integrada por las siguientes instituciones:

Referencias

  1. Gabrielse, G.; Fei, X.; Orozco, L.; Tjoelker, R.; Haas, J.; Kalinowsky, H.; Trainor, T.; Kells, W. (septiembre de 1990). "Mejora de mil veces en la masa del antiprotón medida" . Physical Review Letters . 65 (11): 1317– 1320. Bibcode : 1990PhRvL..65.1317G . doi : 10.1103/PhysRevLett.65.1317 . ISSN 0031-9007 . PMID 10042233 .  
  2. "Greybook: PS196" . greybook.cern.ch . Archivado del original el 9 de julio de 2021. Consultado el 6 de julio de 2021 .
  3. "UC San Diego: Departamento de Física – Grupo de Investigación de Plasma Surko" . Consultado el 21 de diciembre de 2016 .
  4. Fitzakerley, DW; et al. (Colaboración ATRAP) (2016). "Acumulación de electrones enfriados de 4 × 10 9 positrones para la producción y almacenamiento de átomos de antihidrógeno" . Journal of Physics B. 49 ( 6) 064001. Bibcode : 2016JPhB...49f4001F . doi : 10.1088/0953-4075/49/6/064001 . S2CID 108283977 . 
  5. "Experimentos | CERN" . home.cern . Consultado el 11 de septiembre de 2024 .