science >> Wetenschap >  >> Fysica

LS2-rapport:verjonging voor de antiproton-vertrager

Het AD-doelgebied tijdens LS2. Krediet:Maximilien Brice/CERN

De antiprotonvertrager (AD), ook wel bekend als de antimateriefabriek, is 's werelds grootste bron van antimaterie en is operationeel sinds 2000. Hier, antiprotonen worden afgeremd en in de experimenten gestuurd, waar ze worden gecombineerd met anti-elektronen om het meest basale antiatoom te produceren:dat van antiwaterstof. Tijdens de tweede lange stopzetting van het acceleratorcomplex van CERN (LS2), de AD zal verschillende verbeteringen, reparaties en renovaties ondergaan.

De recent geïnstalleerde ELENA ring, die in 2017 en 2018 in gebruik werd genomen, is ontworpen om de door AD vertraagde antiprotonen nog verder te vertragen, zodat de experimenten tot 100 keer meer antiprotonen kunnen vangen dan zonder. Momenteel, ELENA is slechts aangesloten op een van de experimenten binnen de AD-hal, het nieuwe GBAR-experiment. Het belangrijkste werk dat de komende twee jaar aan het AD wordt gedaan, is om de bundellijn van ELENA uit te breiden naar alle bestaande experimenten en ELENA volledig operationeel te krijgen. De lijnen die de deeltjes van het AD naar de experimenten brachten, zijn nu volledig ontmanteld ter voorbereiding op de nieuwe injectielijnen van ELENA.

Andere geplande en lopende activiteiten hebben betrekking op de 84 magneten van de AD, die de suizende antiprotonen focussen en sturen langs hun racebaan. De meeste van deze magneten zijn gerecycled uit eerdere versnellerfaciliteiten en zijn veel ouder dan de AD zelf. Ze hebben reparaties en renovatie nodig, die begon tijdens de vorige lange stillegging (LS1) en werd voortgezet tijdens de daaropvolgende technische eindejaarsstops (YETS). Tot dusver, negen van de magneten zijn behandeld, en 20 van hen zijn gepland voor behandeling tijdens LS2. De overige magneten zullen ofwel ter plaatse worden behandeld of tijdens de volgende YETS en de derde lange uitschakeling (LS3) worden opgeknapt.

Het verwijderen van de magneten om ze naar de behandelingsfaciliteit te brengen is geen gemakkelijke taak. De AD-ring is ingekapseld in een grote afschermingstunnel van betonblokken. Daarom, de blokken die het plafond vormen bij de betreffende magneet moeten eerst worden verwijderd en opgeslagen, een kraan door de opening laten dalen en de magneet eruit halen (die tot 26 ton weegt), soms met een marge van slechts 1 cm. Aanverwant werk wordt gedaan om andere elementen van de AD te consolideren, zoals de kickermagneten, de septa-magneten en de radiofrequente holtes.

Een van de hoofdtaken van LS2 die al gerealiseerd is, was het plaatsen van een nieuwe koelpomp voor het AD. Eerder, een enkele set pompen werd bediend, verbonden met zowel het AD zelf als met zijn experimenten. Dit betekende dat het pompsysteem naast de AD-ring het hele jaar door in bedrijf was, produceert op sommige plaatsen een constant geluid van meer dan 100 decibel. Met de nieuwe speciale pomp kan de hoofdpompgroep worden uitgeschakeld zonder de koelsystemen van de experimenten te beïnvloeden, geld besparen en de arbeidsomstandigheden verbeteren voor degenen die tijdens de sluitingsperiode in de buurt van het AD moeten zijn. Het zorgt ook voor de broodnodige redundantie van de koelcircuits.

Tegen het einde van LS2 de AD-hal zal er heel anders uitzien dan wat het nu doet, maar de veranderingen zijn niet alleen oppervlakkig. Ze zullen ervoor zorgen dat de antimateriefabriek van CERN uiterst efficiënt blijft werken en helpen de mysteries rond ongrijpbare antimaterie te onderzoeken.