反陽子コレクター

反物質施設
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）
反陽子減速器（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

反陽子コレクター（AC ）は、 CERNの反粒子工場の一部であり、反物質の減速・貯蔵、反物質の特性研究、そして反水素原子の生成を目的として設計されました。1986年に既存の反陽子蓄積装置（AA）を中心として建設され、反陽子生成量を10倍に向上させました。反陽子コレクターと反陽子蓄積装置は、いわゆる反陽子蓄積装置複合体（AAC）を構成していました。

CERNでは、反陽子減速装置を用いて低エネルギー反陽子の研究が続けられています。反陽子減速装置は LEARの後継として建設され、2000年に稼働を開始しました。

歴史

反陽子蓄積装置（AA）が1980年から運用を開始した後、1983年に更新計画ACOL（反陽子コレクタ）が提案された。^{[ 1 ]} この更新計画は、反陽子源の改良、反陽子コレクタ（AC）の建設、反陽子蓄積装置（AA）の入射・排出システムと確率的冷却システムの再構築から構成されていた。この更新計画の予算は4,020万スイスフランと見積もられた。これらの変更は1986年から1987年にかけて実施され、ACは既存のAAリングの周囲に密接して建設された。^{[ 2 ]}

反陽子蓄積装置（AAC）は、1991年に陽子反陽子衝突型加速器Sp p Sに最後の粒子を供給しました。Sp p Sが停止した後も、AACはLEAR向けに反陽子を生成し続けました。1997年にAAが解体され、ACが反陽子減速装置（AD）に改造されたため、AACの運転は停止しました。^{[ 3 ]}

手術

反陽子コレクター（AC）の主な目的は、CERNの加速器複合施設における反陽子の輝度を高めることでした。ACへのアップグレードにより、利用可能な反陽子の数は10倍の約毎秒4.5 × 10⁻⁻^反陽子。これは、反陽子蓄積装置（AA）単独の場合と比較して、ACの受容性が大幅に高かったためである。さらに、反陽子ビームの位相空間体積を圧縮するために、例えば確率的冷却など、いくつかの手法が採用された。^{[ 4 ]}

反陽子は、陽子を標的に向けて加速することによって生成されました。標的物質から放出された反陽子は大きな発散角を持つため、集束させるために特別な装置が必要でした。従来、粒子ビームを集束させるために用いられていた四重極磁石の代わりに、高勾配磁場を印加した固体リチウム棒が用いられました。

反陽子蓄積複合体の機能は、添付の図に示されている油圧システムに例えると分かりやすい。蛇口は反陽子を生成する標的系を表している。これらの反陽子は、大きな受入れ口（漏斗）を持つコレクターリングに集められる。蓄積リングは貯蔵庫に例えることができ、反陽子はそこに蓄積され、最終的に均一で明確な束として放出される。^{[ 4 ]}

参照

参考文献

^「CERN科学委員会：反陽子蓄積装置（ACOL）用反陽子コレクタの設計研究」（1983年） 2018年8月3日閲覧
^「E. Jones: ACOLの進歩」（1985年） 2018年8月3日閲覧
^「B. Autin et al.:反陽子減速器（AD）、簡素化された反陽子源（実現可能性調査）」（1995年） 2018年8月3日閲覧
^ ^a ^b「B. Autin: CERN反陽子コレクター」（1985年） 2018年8月3日閲覧

外部リンク

反物質の歴史
INSPIRE-HEPにおける反陽子コレクター実験の記録

[designstudy-1] 「CERN科学委員会：反陽子蓄積装置（ACOL）用反陽子コレクタの設計研究」（1983年） 2018年8月3日閲覧

[progress-2] 「E. Jones: ACOLの進歩」（1985年） 2018年8月3日閲覧

[3] 「B. Autin et al.:反陽子減速器（AD）、簡素化された反陽子源（実現可能性調査）」（1995年） 2018年8月3日閲覧

[autin-4] 「B. Autin: CERN反陽子コレクター」（1985年） 2018年8月3日閲覧

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