Experimento ATRAP

A colaboração da armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap, ATRAP – do inglês antihydrogen trap) nas instalações do desacelerador de antiprótons (A.D., AD – do inglês antiproton decelerator) na Organização européia para pesquisa nuclear (C.E.R.N., do francês Conseil européen pour la recherche nucléaire), em Genebra, é responsável pelo experimento 2 do desacelerador de antiprótons (A.D.-2, AD-2). É uma continuação da colaboração Trap, que começou a coletar dados para o experimento PS196 em 1985.^[1][2] O experimento Trap (PS196) foi pioneiro em antiprótons frios, pósitrons frios e primeiro fez os ingredientes do anti-hidrogênio frio interagirem. Mais tarde, os membros da armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) foram pioneiros na espectroscopia precisa de hidrogênio e observaram os primeiros átomos quentes de anti-hidrogênio.

Configuração experimental

Colaboradores da armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) ao lado do aparelho que primeiro prendeu, resfriou e empilhou antiprótons no desacelerador de antiprótons da O.E.P.N. (C.E.R.N.)

A armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) é uma colaboração entre físicos de todo o mundo com o objetivo de criar e experimentar o anti-hidrogênio. A armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) acumula pósitrons emitidos por uma fonte radioativa de ²²Na. Existem duas maneiras eficazes de desacelerar os pósitrons rápidos por processos inelásticos. A colaboração da armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) inicialmente escolheu um método diferente para o aparelho de anti-hidrogênio (experimento 1 do desacelerador de antiprótons) (Athena, AD-1, A.D.-1 – do inglês antihydrogen apparatus).

Desacelerando e prendendo pósitrons

Os pósitrons emitidos pelo ²²Na foram primeiro desacelerados com uma folha de titânio de 10 µm de espessura e depois passaram por um cristal de tungstênio de 2 µm de espessura. Dentro do cristal existe a possibilidade de que um pósitron carregado positivamente e um elétron carregado negativamente formem um átomo Rydberg positrônio. Nesse processo, os pósitrons perdem grande parte de sua energia de forma que não é mais necessário (como no aparelho anti-hidrogênio – Athen.A.) desacelerar ainda mais com colisões no gás. Quando o átomo Rydberg positrônio fracamente ligado atinge a armadilha de Penning no final do aparelho, ele é ionizado e o pósitron é capturado na armadilha.

Bolsista de pós-doutorado no experimento da armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap), com o aparelho de armadilha de Penning para capturar antiprótons.

Uma vez que este método de acumulação de pósitrons não era particularmente eficiente, a armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) mudou para um acumulador de gás "amortecedor" do tipo Surko, como agora é padrão em experimentos que requerem um grande número de pósitrons.^[3] Isso levou ao armazenamento do maior número já registrado de pósitrons em uma armadilha de Ioffe.^[4]

Diferentemente do aparelho de anti-hidrogênio (Athen.A.), a armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) ainda não foi encerrada e pode ser continuamente melhorada e expandida. A armadilha de anti-hidrogênio (A.Trap) agora tem uma armadilha de Ioffe, que pode armazenar o anti-hidrogênio eletricamente neutro usando um campo magnético quadrupolo. Isso é possível porque o momento magnético do anti-hidrogênio é diferente de zero. Pretende-se que a espectroscopia a laser seja realizada no anti-hidrogênio armazenado na armadilha de Ioffe.

Colaboração da A.Trap

A colaboração da A Trap compreende as seguintes instituições:

• Universidade de Harvard, E.U.A.
• Universidade de York, Canadá
• Universidade de Mainz, Alemanha
• Forschungszentrum Jülich, Alemanha