Protonen draaien. Het is een intrinsieke eigenschap die van invloed kan zijn op experimenten bij versnellers die bundels protonen gebruiken. Toch zouden flipping protonspins inzichten kunnen bieden in kernfysica-experimenten die de eerste momenten van het universum in een laboratoriumomgeving bestuderen. Een nieuwe "spin flipper" magneetconstructie keert op efficiënte wijze de draairichting van protonen om die in de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) circuleren. Deze flips veranderen de spin van het deeltje met een efficiëntie van 97 procent zonder andere bundelkarakteristieken te veranderen. Dit omdraaien is essentieel om systematische fouten te elimineren die kunnen worden veroorzaakt door protonen die tijdens een experiment één draairichting hebben.

Door deeltjes met hun spins in een bepaalde richting te laten botsen, wetenschappers kunnen details achterhalen over hoe de bouwstenen van protonen (quarks en gluonen) bijdragen aan spin - een eigenschap die magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) mogelijk maakt. Dergelijke kernfysica-experimenten, die afhankelijk zijn van protonbotsingen, moeten de effecten van de spin van de deeltjes nauwkeurig meten. Om fouten uit te sluiten die een bepaalde uitlijning kan veroorzaken, wetenschappers moeten tijdens de experimenten regelmatig de draairichting omdraaien. De nieuwe spinflippermagneten doen dit efficiënt. Ze zullen het ook mogelijk maken om routinematig bundelparameters te verkrijgen die essentieel zijn voor een stabielere en geoptimaliseerde werking van de protonversneller.

De spin van hoogenergetische protonenbundels is sterk gekoppeld aan hun baanrichting:een baanafbuiging van één graad zal ook de spin van een 255 miljard elektronenvolt (GeV) proton met 490 graden roteren, of meer dan een volledige rotatie. Om gepolariseerde bundels op deze energieën te houden, is het gebruik van twee gespecialiseerde magneetsystemen, bekend als Siberische slangen, nodig en een uiterst nauwkeurige controle van de baan van de bundel. De nieuwe spinflipper is samengesteld uit vier gelijkstroommagneten en vijf wisselstroommagneten die zorgvuldig zijn gerangschikt om de baanafbuigingen volledig te lokaliseren binnen de spinflipper zonder de bundelregeling in de rest van RHIC te verstoren. Dit maakt het mogelijk om de spin om te draaien zonder ook depolarisatie te veroorzaken. In aanvulling, nieuwe optische functies in RHIC verminderen de spreiding van de spin-precessiefrequentie zeer aanzienlijk. Samen, deze apparaten hebben een spin-flipping-efficiëntie van 97 procent bereikt bij zowel 24- als 255-GeV protonenergieën. Deze resultaten tonen aan dat de spin-flipper met negen magneten zal werken voor gepolariseerde protonexperimenten bij RHIC. Dezelfde benadering zou van toepassing kunnen zijn op een mogelijke toekomstige gepolariseerde elektronenionenversneller.