Experimento TRAP

El experimento TRAP , también conocido como PS196 , operó en la instalación de sincrotrón de protones del Anillo de Antiprotones de Baja Energía (LEAR) en el CERN , Ginebra, desde 1985 hasta 1996. Su objetivo principal era comparar la masa de un antiprotón y un protón atrapando estas partículas en trampas de Penning . ^{[ 1 ]} La colaboración TRAP también midió y comparó las relaciones carga-masa de antiprotones y protones. ^{[ 2 ]} Aunque el período de toma de datos terminó en 1996, el análisis de los conjuntos de datos continuó hasta 2006. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

En la primera etapa, los antiprotones obtenidos del LEAR entraron en el aparato TRAP. Inmediatamente se ralentizaron mediante láminas degradadoras. La primera trampa de Penning se utilizó para acumular los antiprotones entrantes, mientras que la segunda trampa, situada muy cerca de la primera, se utilizó para las mediciones de precisión. El número de antiprotones que entraban en las láminas degradadoras se contó mediante un dispositivo centelleador . El número de antiprotones que salían de las láminas degradadoras se observó mediante un detector acoplado. El aparato se enfrió a la temperatura del helio líquido para estas mediciones. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Las trampas de Penning utilizaban campos magnéticos intensos para contener partículas cargadas. El problema con el almacenamiento de antiprotones radicaba en que requerían condiciones de vacío muy estrictas; de lo contrario, interactuarían fácilmente con los átomos de gas del medio y se aniquilarían rápidamente. La colaboración TRAP logró una presión de vacío tan baja como 10⁻¹⁴ ^Torr , con menos de una aniquilación por día. ^{[ 4 ]} El tipo especial de geometría de la trampa y el uso de un solenoide superconductor que cancelaría las fluctuaciones magnéticas fueron aspectos cruciales del diseño del sistema TRAP. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

La relación de masas inerciales del antiprotón ( p ) y del protón (p) se calculó en 0,999.999.977 ± 0,000000042. Este resultado tuvo una incertidumbre fraccionaria de 4 × 10⁻⁸ ^, que fue 1.000.000 veces más precisa que las mediciones anteriores, lo que evidentemente implicaba la existencia de simetría CPT para los bariones . Este resultado se obtuvo comparando las frecuencias ciclotrónicas de los protones y los antiprotones. ^{[ 5 ]}

La relación entre la masa inercial del antiprotón y la del electrón se determinó en 1836,152660 ± 0,000083, mientras que la relación entre la masa inercial del protón y la del electrón se encontró en 1836,152680 ± 0,000088. ^{[ 5 ]}

El límite inferior de la vida media de desintegración de los antiprotones se estableció en 3,4 meses. ^{[ 1 ]}

• Experimento ATRAP
• Lista de experimentos de sincrotrón de protones

1. PS196 en el Libro Gris del CERN