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la Absorber antiprotons (AD: décélérateur d'antiprotons) Est un anneau de stockage de CERN de Genève. Il a été construit comme le successeur de l'Anneau d'antiprotons Low Energy (LEAR, Antiprotons de basse énergie Anneau) À partir de fonctionner dans l'année 2000. bunched protons parmi les atomes hydrogène ionisée Ils sont d'abord accélérés par LINAC, puis entrez le Proton Synchrotron Booster pendant une première phase d'accélération, puis sont envoyés à la synchrotron à protons (PS) qui les accélère encore. la protons Ils sont mis en collision avec une plaque fixe pour produire antiprotons, auquel ils sont freinés par les antiprotons absorbeur et sont envoyés aux différents dispositifs expérimentaux liés, selon des changements bien établis.

décélérateur d'antiprotons
le diagramme complexe accélérateurs utilisé pour la production de antiprotons l'absorbeur utilisé pour antiprotons.

Les expériences menées au décélérateur d'antiprotons

décélérateur d'antiprotons
L'intérieur du bâtiment qui abrite les expériences, en particulier sont visibles ALPHA, ASACUSA et ATRAP.
expérience
Codenamed
porte-parole
titre
approuvé
état
lien
site Web
DA1 ATHENA Alberto Rotondi APparaTpour nous Hprécision IGH etXperiments avec Neutral Antimatter 12 juin 1997 16 novembre 2004 livre gris site Web
DA2 ATRAP Gerald Gabrielse Antihydrogen TRAP 12 juin 1997 en cours livre gris site Web
DA3 ASACUSA Ryugo Hayano Atomic Spectroscopy Ana Collisions Uchanter Sfaible Antiprotons 20 novembre 1997 en cours livre gris site Web
DA4 ACE Michael Holzscheiter Antiproton Caune etXperiment 6 février 2003 en cours livre gris site Web
DA5 ALPHA Jeffrey Hangst Antihydrogen LRaser PHysics Appareils 2 juin 2005 en cours livre gris site Web
DA6 AEGIS Gemma Testera Antihydrogen etXperiment solravity lanterferometry Spectroscopy 5 décembre 2008 N / A livre gris site Web

ATHENA

ATHENA (APparaTpour nous Hprécision IGH etXperiments avec Neutral Antimatter) a été la première expérience de recherche sur 'antimatière pour produire 50.000 atomes anti-hydrogène faible consommation d'énergie, en Août 2002.[1][2] en 2005, La collaboration ATHENA a été démantelée et bon nombre des membres a continué à former la prochaine expérience ALPHA.

Physique ATHENA

pour créer anti-hydrogène Ils doivent d'abord être préparés antiprotons et positrons. Les antiprotons sont fournis par les antiprotons d'absorption, tandis que les positons sont obtenus à partir de sources radioactives et accumulées. Les deux sont ensuite pris à un piège de recombinaison, où vous lier pour former un atome de anti-hydrogène. Après la préparation, un détecteur de haute résolution confirme la création réussie d'anti-hydrogène. les niveaux d'énergie sont étudiés spectre dell 'anti-hydrogène, afin de les comparer avec ceux connus dans 'hydrogène.[3]

La collaboration ATHENA

La collaboration ATHENA comprend les institutions suivantes:[4]

  • Université d'Aarhus, Danemark
  • Université de Brescia, Italie
  • CERN
  • Université de Gênes, Italie
  • Université de Pavie, Italie
  • RIKEN, Japon
  • Université fédérale de Rio de Janeiro, Brésil
  • University of Wales Swansea, Royaume-Uni
  • Université de Tokyo, Japon
  • Université de Zurich, Suisse
  • INFN, Italie

ATRAP

collaboration ATRAP (Antihydrogen TRAP) à CERN Il a développé à partir de l'expérience TRAP, qui avait réalisé des études avancées antiprotons froid et la positrons froid, la préparation pour la première fois à faire interagir les ingrédients pour créer le 'anti-hydrogène froid. Les membres de ATRAP ont également ouvert la voie à spectroscopie de précision 'hydrogène et la première atomes observée anti-hydrogène chaud 2002.

Physique ATRAP

ATRAP était la première expérience d'utiliser le procédé de « refroidissement par Positron »: le faisceau antiprotons Il a été mis en contact avec positrons froid pour la raddreddare antiprotons. Les deux ingrédients sont confinés dans le même piège magnétique et quand ils ont atteint approximativement la même température, ont été combinés pour former l 'anti-hydrogène. Le dispositif expérimental de ATRAP a été construit au début des années 90, en même temps que la mise en service ATHENA: Les deux expériences ont les mêmes objectifs, mais ont utilisé deux configurations expérimentales différentes. l'expérience ATHENA Il a été conclu en 2004, tandis que ATRAP a poursuivi ses opérations sur 'anti-hydrogène froid.

partenariat ATRAP

La collaboration ATRAP comprend les institutions suivantes:[5]

  • Université de Harvard, USA
  • Université de Bonn, Allemagne
  • Institut Max Planck l'optique quantique, Allemagne
  • Université d'Amsterdam, Pays-Bas
  • Université de York, Canada
  • Université nationale de Séoul, Corée du Sud
  • Institut national des normes et de la technologie, USA
  • Forschungszentrum Jülich, Allemagne

ASACUSA

collaboration ASACUSA (Atomic Spectroscopy Ana Collisions Uchanter Sfaible Antiprotons) est une expérience conçue 1997[6] pour tester symétrie CPT en utilisant la spectroscopie le laser antiprotonique hélium et spectroscopie à micro-ondes pour déterminer la structure hyperfine de 'anti-hydrogène. Parmi ses objectifs il y a aussi la mesure de des sections transversales atomique et nucléaire antiprotons faible consommation d'énergie sur les différentes cibles.[7] Merci à l'utilisation de Fréquence Radio décélérateur ASACUSA est la seule expérience qui peut ralentir le antiprotons 5.3 MeV seulement 100 keV, leur permettant d'utiliser antiprotons beaucoup plus efficace que les autres expériences.

Physique ASACUSA

en Juin 2006, ASACUSA a effectué une mesure de la précision de la masse de 'antiproton où il a été constaté que 1836.153674 fois supérieure à celle de 'électron, -à-dire la même valeur que celle de la proton.[8] La mesure a été effectuée sur des atomes antiprotonique héliumCes atomes exotiques sont produits par mélange d'un faisceau d'antiprotons avec de l'hélium gazeux ordinaire; dans cette réaction l'antiproton supprime l'un des deux électrons contenus dans un atome d'hélium normale, puis en orbite autour de son noyau à la place de l'électron. En utilisant des faisceaux laser pour exciter les atomes de antiprotonique hélium, ASACUSA a alors pu mesurer la masse de 'antiproton avec une très grande précision.

ASACUSA était la première expérience pour produire un faisceau de antimatièreen Janvier 2014 Il a été produit le premier faisceau anti-hydrogène et par la suite ils ont été identifiés 80 atomes à 2,7 mètres du point de production.[9][10] ASACUSA, contrairement à d'autres expériences, ne pas utiliser des pièges magnétiques à piéger des atomes anti-hydrogène, mais il va créer les faisceaux d'atomes en mouvement. Une configuration spéciale du champ magnétique va polariser le faisceau de anti-hydrogène à diriger dans une zone où il n'y a pas de champ magnétique, où la mesure se fait au moyen d'un rayonnement micro-ondes. ASACUSA cherche à réduire l'effet de champ magnétique sur les mesures qu'il cherche à mesurer avec précision la structure hyperfine (très sensible aux champs magnétiques) des niveaux atomiques dell 'anti-hydrogène, à couper les niveaux bien connus de 'hydrogène.

partenariat ASACUSA

la porte-parole expérience est prof. Ryugo Hayano de 'Université de Tokyo. Le partenariat ASACUSA, composé d'environ 50 chercheurs, comprend les institutions suivantes:[11]

  • Max-Planck-Institut für Quantenoptik (DE)
  • L'Université de Tokyo (JP)
  • Wigner Centre de recherche de physique (HU)
  • Stefan Institut Meyer (AT)
  • Université de Brescia et INFN (IT)
  • RIKEN (JP)
  • Université d'Aarhus (DK)

ACE

l'expérience ACE (Antiproton Caune etXperiment) des études de 2003 l'efficacité biologique relative et les dommages causés par périphérique 'anéantissement de antiprotons sur les cellules. Son objectif principal est de déterminer l'efficacité d'un traitement possible en fonction de la antiprotons pour le traitement du cancer. ACE est un excellent exemple de la façon dont la recherche en la physique des particules peut produire des solutions innovantes pour les thérapies médicales.

Physique ACE

La thérapie habituelle utilisant des faisceaux protons pour détruire les cellules cancéreuses. Ces particules sont envoyées sur le corps du patient avec une énergie déterminée à atteindre en profondeur dans les cellules tumorales. Les protons se procurer un léger dommage à l'entrée de l'organisme, mais à l'étape de décélération finale (les derniers millimètres de pénétration) procurent un dommage cellulaire significative. Bien que le faisceau de protons capable de détruire le cancer, il produit une certaine quantité de dommages aux cellules saines, qui augmente avec la répétition du traitement.

L'expérience de l'ECA est en train d'étudier l'interaction entre antiprotons avec des cellules afin de vérifier si les antiprotons sont en mesure de produire moins de dommages aux cellules saines par rapport aux protons, grâce au processus de anéantissement. L'idée est d'annihiler l'antiproton avec une nucléon un noyau atomique appartenant à la cellule cancéreuse, de cette manière serait produite l'anéantissement des fragments qui iraient à détruire la cellule.

Le dispositif expérimental est constitué de cellules vivantes contenant des tubes ( cochon Guinée) En suspension dans de la gélatine pour simuler le section choc dell 'antiproton le tissu cellulaire. Des faisceaux de protons et antiprotons sont envoyés à l'intérieur des tubes afin d'évaluer le nombre de cellules survivantes en fonction de la profondeur. Des études ont montré que vous avez besoin moins d'antiprotons que 4 fois le nombre de protons pour atteindre le même niveau de dommages cellulaires. Cela permettrait de réduire considérablement les dommages aux tissus sains.[12]

collaboration ACE

L'ACE expérience réunit une équipe de physiciens, des biologistes et des médecins de 10 différents instituts dans le monde entier:[13]

  • Université d'Aarhus, Aarhus, Danemark
  • CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), Genève, Suisse
  • Cancer Research Center allemand, Heidelberg, Allemagne
  • Queens University Belfast, Belfast, Irlande du Nord
  • Université d'Athènes, Athènes, Grèce
  • Université de Genève, Genève, Suisse
  • Université de Californie, Los Angeles, États-Unis
  • Université du Monténégro, Podgorica, Monténégro
  • Université du Nouveau-Mexique, Albuquerque, États-Unis
  • Université de Toronto, Toronto, Canada
  • VINCA Institut des sciences nucléaires, Belgrade, Serbie

ALPHA

l'expérience ALPHA (Antihydrogen LRaser PHysics Appareils) est conçu pour piéger la 'anti-hydrogène neutre dans un piège magnétique, pour réaliser des expériences novatrices sur 'antimatière. L'objectif principal est de tester la symétrie CPT par la comparaison de la spectres atomiques de hydrogène et anti-hydrogène (voir série spectrale de l'hydrogène). La collaboration ALPHA consiste en partie par quelques-uns des membres du précédent la collaboration ATHENA, la première expérience qui a été en mesure de produire des quantités importantes de anti-hydrogène froid, la 2002.

Physique ALPHA

L'ALPHA fait face à de nombreux défis. Les pièges magnétiques - dans lequel les atomes neutres sont piégés en exploitant l'interaction du champ magnétique avec leur moments magnétiques - sont notoirement faibles: seulement des atomes avec des énergies cinétiques de quelques kelvin Ils peuvent être piégés. L 'anti-hydrogène Froide a créé d'abord en 2002 de collaborations ATHENA et ATRAP Il a été produit au moyen de la fusion de plasma de positrons et antiprotons. Atomes ainsi créés étaient trop hautes énergies cinétiques à être pris au piège. De plus, afin de rendre la spectroscopie laser, il est important que les atomes sont dans leur Il était crucial, la condition est pas satisfaite par la plupart des anti-atomes créées par fusion de plasma.

Les antiprotons reçus par les antiprotons absorbants sont « mixte » avec positrons à partir de sources radioactives, par l'intermédiaire d'un accumulateur de positons spécialement conçu dans un polyvalent piège de Penning. Le dispositif est entouré par un aimant supraconducteur la formation d'un piège magnétique « minimalementB».

La collaboration ALPHA

La collaboration ALPHA comprend les institutions suivantes:[14]

  • Université d'Aarhus, Danemark
  • Université Auburn, USA
  • Université de la Colombie-Britannique, Canada
  • Université de Californie, Berkeley, USA
  • Université de Calgary, Canada
  • Université de Liverpool, Royaume-Uni
  • Université du Manitoba, Canada
  • Centre de recherche nucléaire du Néguev, en Israël
  • RIKEN, Japon
  • Université fédérale de Rio de Janeiro, Brésil
  • Université de Swansea, Royaume-Uni
  • Université de Tokyo, Japon
  • TRIUMF, Canada

AEGIS

AEGIS (Antimatter etXperiment: solravity lanterferometry spectroscopy), est une expérience qui va tenter de mesurer directement l'effet de 'accélération de la pesanteur sur Terre 'antiproton.

Physique AEGIS

Dans la première phase de l'expérience, AEGIS va essayer de produire un faisceau de anti-hydrogène depuis le antiprotons et positrons. La seconde phase consiste en la mesure de l'interaction gravitationnelle entre matière et antimatière avec une précision de 1%. Un système constitué d'un réseau de diffraction et un déflecteur divise le faisceau de anti-hydrogène en rayons parallèles, l'obtention d'une configuration périodique. Sur cette configuration, nous allons mesuré la chute verticale du 'anti-hydrogène tandis que les rouleaux de poutre horizontale.[15]

collaboration AEGIS

AEGIS est une collaboration de physiciens de l'ensemble 'Europe, dans lequel il est inclus l'Institut italien INFN:[16]

  • CERN, Genève, Suisse
  • Kirchhoff Institut de physique, Heidelberg, Allemagne
  • Institut Max Planck für Kernphysik, Heidelberg, Allemagne
  • INFN, Université de Gênes, Gênes, Italie
  • INFN, Université de Milan et Polytechnique, Italie
  • INFN, Pavie-Brescia, Italie
  • INFN, Padova-Trento, Italie
  • INR, Moscou, Russie
  • Université Claude Bernard, Lyon, France
  • Université d'Oslo, Université de Bergen, Norvège
  • Université technique tchèque, Prague, République tchèque
  • ETH, Zurich, Suisse
  • Laboratoire Aimé Cotton, Orsay, France
  • University College, Londres, Royaume-Uni
  • Stefan Meyer Institut, Vienne, Autriche
  • Université de Berne, Suisse

notes

  1. ^ (FR) Des milliers d'anti-atomes froids produits au CERN, CERN, 18-09-2002. (Déposé par 'URL d'origine 25 août 2012).
  2. ^ (FR) M. Amoretti et al. (Collaboration ATHENA) La production et la détection des atomes d'antihydrogène froids, en nature, vol. 419, 2002, p. 456, DOI:10.1038 / nature01096.
  3. ^ (FR) Comment les travaux d'expérience ATHENA, CERN, 14/09/2002. Récupéré le 01-02-2010.
  4. ^ (FR) La collaboration ATHENA, CERN. Récupéré le 01-02-2010 (Déposé par 'URL d'origine le 1er Mars 2012).
  5. ^ collaboration ATRAP sur le travail
  6. ^ proposition ASACUSA
  7. ^ page web CERN: expérience ASACUSA
  8. ^ Hori M et al., Détermination du rapport de masse antiproton à électrons par spectroscopie laser de précision de Phe +, en Phys Rev Lett, vol. 96, nº 24, 2006, p. 243401, DOI:10.1103 / PhysRevLett.96.243401, PMID 16907239.
  9. ^ (FR) Expérience antimatière Produit premier faisceau d'antihydrogène, home.web.cern.ch. Récupéré le 25 Janvier, 2014 (Déposé par 'URL d'origine la ).
  10. ^ ASACUSA: un premier faisceau d'antimatière
  11. ^ Les membres du partenariat ASACUSA
  12. ^ Site du CERN: l'expérience ACE
  13. ^ collaboration ACE
  14. ^ ALPHA collaboration expérience
  15. ^ (FR) R. Courtland, une pomme antimatière tomberait en place?, en New Scientist, 12-07-2008. Récupéré le 16-02-2010.
  16. ^ Aegis Collaboration

bibliographie

Articles connexes

liens externes