Een nauwkeurige meting van de absolute bundelintensiteit is een belangrijke parameter om eventuele verliezen in een bundel te bewaken en om het absolute aantal deeltjes dat aan de experimenten wordt geleverd te kalibreren.

Echter, dit type meting is zeer uitdagend met traditionele straalstroomdiagnostiek als het gaat om energiezuinige, bundels met lage intensiteit vanwege de zeer lage signaalniveaus. Experts op het gebied van deeltjesversneller van de Universiteit van Liverpool hebben nu in samenwerking met CERN experimenteel een nieuw type monitor gedemonstreerd. het GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research en Friedrich Schiller University en Helmholtz Institute Jena.

Een paper net gepubliceerd in Supergeleidende wetenschap en technologie documenteert de uitdagingen van implementatie en eerste straalmetingen. Dit zijn de allereerste metingen van dit type die zijn uitgevoerd in een synchrotron met zowel uitlopende als korte bundels.

De Antiproton Decelerator (AD) is een synchrotron dat antiprotonen met lage energie levert voor onderzoek naar antimaterie. Deze studies zijn gebaseerd op het creëren van antimaterie-atomen (zoals anti-waterstof) en het gebruik ervan als sondes voor de meest fundamentele symmetrieën in de natuur, zoals de invariantie van CPT, of van de zwaartekrachtversnelling op materie en antimaterie.

Een nauwkeurige meting van de bundelintensiteit in de AD is essentieel om eventuele verliezen tijdens de vertragings- en afkoelingsfasen van de AD-cyclus te bewaken, en om het absolute aantal aan de experimenten geleverde deeltjes te kalibreren. Echter, dit is zeer uitdagend met traditionele straalstroomdiagnostiek vanwege de lage intensiteit van de antiprotonstraal, die in de orde van slechts 10 miljoen deeltjes is, overeenkomend met bundelstromen zo laag als een paar honderd nano-ampère. Om hiermee om te gaan, een Cryogenic Current Comparator (CCC) op basis van een supergeleidend kwantuminterferentieapparaat (SQUID) werd ontwikkeld en geïnstalleerd in het AD, in een samenwerking tussen acceleratorexperts van de Universiteit van Liverpool en CERN, het GSI Helmholtz Centrum voor Onderzoek naar Zware Ionen, Friedrich Schiller Universiteit en het Helmholtz Instituut Jena.

Eerdere incarnaties van CCC's voor versnellers hadden problemen met de gevoeligheid voor mechanische trillingen en elektromagnetische storingen. Verder, deze opstellingen werden gebruikt voor het meten van langzame bundels, meestal van overdrachtslijnen van versnellers, en waren niet in staat om korte bundels met snelle stroomvariaties te meten. Om de bundelstroom en -intensiteit gedurende de cyclus van een synchrotronmachine zoals de AD te meten, de CCC moest worden aangepast om de snelle signalen van gebundelde bundels aan te kunnen.

In een open access paper dat zojuist is gepubliceerd in de IOP Supergeleidende wetenschap en technologie logboek, Miguel Fernandes en co-auteurs beschrijven de uitdagingen van implementatie en eerste bundelmetingen. Dit zijn de allereerste CCC-straalstroommetingen die zijn uitgevoerd in een synchrotron waarbij zowel uitloopstralen als korte bundels worden gebruikt. Het artikel demonstreert de opwindende vooruitzichten van dit nieuwe type straaldiagnoseapparaat.