Anillo de antiprotones de baja energía

El Anillo de Antiprotones de Baja Energía ( LEAR ) fue un acelerador de partículas del CERN que operó desde 1982 hasta 1996. ^{[ 1 ]} El anillo fue diseñado para desacelerar y almacenar antiprotones , estudiar las propiedades de la antimateria y crear átomos de antihidrógeno . ^{[ 2 ]} Los antiprotones para el anillo fueron creados por el Sincrotrón de Protones del CERN mediante el Colector de Antiprotones y el Acumulador de Antiprotones (AA). La creación de al menos nueve átomos de antihidrógeno fue confirmada por el experimento PS210 en 1995.

LEAR es un anillo de almacenamiento multipropósito ubicado en el Pabellón Sur del Sincrotrón de Protones (PS), con una circunferencia de 78,5 m. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Cuatro secciones rectas se alternan con imanes de flexión compactos de 90° , junto con ocho dobletes cuadrupolares . Cada sección recta consta de una sección de 8 m de longitud, donde se puede almacenar equipo como aparatos para haces internos y refrigeración de electrones , y dos secciones cortas de 1 m. ^{[ 4 ]} Los imanes de tipo C (de flexión) utilizados están abiertos al exterior del anillo para inyección y eyección. ^{[ 5 ]} El sistema de vacío utilizado para LEAR está diseñado para hornear a 300  °C. ^{[ 3 ]}

Grupos de generalmente unos pocos ^10⁹ antiprotones se extraen del AA y luego se desaceleran mediante el PS de 3,5 GeV/c a 0,6 GeV/c. ^{[ 5 ] [ 6 ]} El grupo se transfirió a LEAR donde podía desacelerarse a un mínimo de 100 MeV/c o acelerarse generalmente a 1000 MeV/c. ^{[ 5 ]} Para la mayoría de los experimentos, se utilizó un "modo de estiramiento de haz", donde una extracción ultralenta proporcionó una cantidad de antiprotones de alta actividad (continua). ^{[ 5 ]} Otro modo, "blanco interno", mantuvo un haz circulando durante horas, o incluso días, hasta que la mayoría de las partículas fueron consumidas por un blanco de chorro de gas. ^{[ 7 ] [ 5 ]}

El enfriamiento estocástico se implementa en varias etapas del montaje experimental LEAR, en diferentes momentos. ^{[ 5 ]} El objetivo del enfriamiento estocástico es restringir el movimiento de las partículas en el haz y controlar sus energías cerca de un cierto valor. Desde 1987, el montaje incluyó el enfriamiento de electrones, utilizando el enfriador de electrones del Experimento de Enfriamiento Inicial (ICE) para complementar el enfriamiento estocástico. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Mediante el enfriamiento, se pudieron producir haces de alta calidad a bajas energías y bajas emitancias. ^{[ 5 ]}

Se realizaron un total de 27 experimentos durante los 14 años de funcionamiento de LEAR. ^{[ 10 ]} Se establecieron varios experimentos de espectroscopia de mesones en LEAR para analizar las raras resonancias de mesones producidas en la aniquilación nucleón-antiprotón. ^{[ 11 ]} Estos incluyeron los experimentos Crystal Barrel, OBELIX y JETSET. ^{[ 10 ]} Además, se investigó la simetría materia-antimateria mediante el estudio de interacciones protón-antiprotón específicas, lo que dio como resultado mediciones detalladas de la violación de CP. ^{[ 12 ]} La diferencia de masa entre el protón y el antiprotón también se estudió en LEAR con una precisión de 1 parte en 10 ¹⁰ . ^{[ 13 ] [ 10 ]}

En 1996, LEAR se convirtió en el Anillo de Iones de Baja Energía , que desde entonces se ha utilizado en el proceso de inyección de iones de plomo para el Gran Colisionador de Hadrones . ^{[ 1 ] [ 14 ]} La investigación sobre antiprotones de baja energía continúa en el CERN utilizando el Decelerador de Antiprotones . Fue construido como sucesor de LEAR y comenzó a operar en 2000. ^{[ 15 ]}