Je zou ELENA kunnen verwarren met een miniatuurversneller. Maar, in tegenstelling tot de meeste versnellers, het is gehuisvest in een hangar en je kunt het allemaal in één oogopslag bekijken. Het grootste verschil is echter is dat het geen deeltjes versnelt, maar vertraagt ​​ze.

De gloednieuwe machine van CERN heeft een omtrek van slechts 30 meter en is net begonnen met de eerste tests met balk.

De ELENA (Extra Low ENergy Antiproton) vertragingsring wordt aangesloten op de Antiproton Decelerator (AD), die sinds 2000 in gebruik is. Het AD is een unieke faciliteit die de studie van antimaterie mogelijk maakt.

Antimaterie kan worden gezien als een spiegelbeeld van materie en het blijft een mysterie voor natuurkundigen. Bijvoorbeeld, materie en antimaterie zouden in gelijke hoeveelheden moeten zijn gecreëerd ten tijde van de oerknal - de gebeurtenis aan de oorsprong van ons heelal. Maar antimaterie lijkt uit het heelal te zijn verdwenen. Waar het is gebleven, is een van de vele vragen die natuurkundigen proberen op te lossen met de AD-machine.

De ring met een omtrek van 182 meter vertraagt ​​antiprotonen (de antideeltjes van protonen) tot 5,3 MeV, de laagst mogelijke energie in een machine van dit formaat. De antiprotonen worden vervolgens naar experimenten gestuurd waar ze worden bestudeerd of gebruikt om atomen van antimaterie te produceren. Hoe langzamer de antiprotonen (d.w.z. hoe minder energie ze hebben), hoe gemakkelijker het voor de experimenten is om ze te bestuderen of te manipuleren.

En dit is waar ELENA om de hoek komt kijken. In combinatie met het AD, deze kleine ring zal de antiprotonen nog verder vertragen, hun energie met een factor 50 verminderen, van 5,3 MeV naar slechts 0,1 MeV. In aanvulling, de dichtheid van de balken zal worden verbeterd. De experimenten zullen 10 tot 100 keer meer antiprotonen kunnen vangen, efficiëntie te verbeteren en de weg vrij te maken voor nieuwe studies.

Het vertragen van stralen is net zo ingewikkeld als het versnellen ervan. Hoe langzamer de deeltjes, hoe moeilijker het is om hun trajecten te controleren. Bij lage energie, stralen zijn gevoeliger voor interferentie van buitenaf, zoals het magnetisch veld van de aarde. ELENA is daarom uitgerust met magneten die geoptimaliseerd zijn om met zeer zwakke velden te werken. Een elektronenkoelsysteem concentreert en vertraagt ​​de stralen.

Nu de componenten van de nieuwe vertrager zijn geïnstalleerd, de teams zijn begonnen met de eerste tests met straal.

"Na vijf jaar van ontwikkeling en constructie, dit is een zeer belangrijke fase. We gaan de komende weken verder met testen om te kijken of alles werkt zoals gepland, " legt Christian Carli uit, ELENA projectleider. "GBAR, het eerste experiment dat wordt aangesloten op ELENA, zou zijn eerste antiprotonen in 2017 moeten ontvangen."

De andere experimenten zullen worden aangesloten tijdens de tweede lange stopzetting van de versnellers van CERN in 2019-2020. ELENA zal parallel aan vier experimenten antiprotonen leveren.

Verschillende experimenten bestuderen antimaterie en zijn eigenschappen:ALPHA, ASACUSA, ATRAP en BASIS. GBAR en AEGIS werken meer specifiek aan het effect van zwaartekracht op antimaterie.