Studying antimatter with laser precision
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The next generation of antihydrogen trapping devices, ALPHA-2, is moving into CERN’s Antiproton Decelerator (AD) hall. This brand-new experiment will allow the ALPHA collaboration to conduct studies of antimatter with greater precision. ALPHA spokesperson Jeffrey Hangst was recently awarded a grant by the Carlsberg Foundation, which will be used to purchase equipment for the new experiment.
A 3-D view of the new magnet (in blue) and cryostat. The red lines show the paths of laser beams. LHC-type current leads for the superconducting magnets are visible on the top-right of the image.
The ALPHA collaboration has been working to trap and study antihydrogen since 2006. Using antiprotons provided by CERN’s Antiproton Decelerator (AD), ALPHA was the first experiment to trap antihydrogen and to hold it long enough to study its properties. “The new ALPHA-2 experiment will use integrated lasers to probe the trapped antihydrogen,” explains Jeffrey Hangst, ALPHA spokesperson. “The use of lasers for precision measurements will complement the microwave spectroscopic studies that we initiated in 2011.”
Unfortunately, laser spectroscopy cannot simply be incorporated into the existing set-up. “ALPHA was designed before we had even proved that trapping antimatter was possible,” says Hangst. “It is a very compact experiment – catching and mixing charged particles to make antihydrogen in a single unit. ALPHA-2 will split these two processes, allowing us to store antiprotons when the AD is off-line and making the installation of lasers possible.”
The Carlsberg Foundation grant will finance one of the largest parts of the new ALPHA-2 experiment: the superconducting solenoid magnet. While Carlsberg may be more widely known for its beers, its foundation has been supporting the sciences since the late 1800s. “In Denmark, the Carlsberg name is readily associated with the funding body,” says Hangst. “They have provided funding to postgraduates in a variety of disciplines and grants for experimental equipment. In the case of ALPHA-2, the Foundation just happens to be funding one of the largest parts of the experiment.”
With ALPHA-2 currently scheduled for installation within the next few months and results from the 2011 AD run under analysis, expect to hear more from the collaboration…
Other (French)
ALPHA-2, la prochaine génération de dispositifs de piégeage d'antihydrogène, va prendre place dans le hall du Décélérateur d’antiprotons (AD) du CERN. Cette toute nouvelle expérience permettra à la collaboration ALPHA de mener des études sur l’antimatière avec une plus grande précision. Jeffrey Hangst, porte-parole d’ALPHA, a récemment reçu une bourse de la Fondation Carlsberg, dont il se servira pour acheter du matériel pour l’expérience.
Une vue 3D du nouvel aimant (en violet) et du cryostat. Les lignes rouges montrent la trajectoire des faisceaux laser. Les lignes de courant pour les aimants supraconducteurs, du type de ceux du LHC, sont visibles en haut à droite de l'image.
La collaboration ALPHA s’attache à piéger et étudier l’antihydrogène depuis 2006. Utilisant les antiprotons fournis par le Décélérateur d’antiprotons (AD) du CERN, ALPHA a été la première expérience à piéger l'antihydrogène et à en conserver suffisamment longtemps pour étudier ses propriétés. « La nouvelle expérience ALPHA-2 utilisera des lasers intégrés pour sonder l’antihydrogène piégé, explique Jeffrey Hangst, porte-parole d’ALPHA. L'utilisation de lasers pour les mesures de précision complètera les études de spectroscopie micro-onde que nous avons lancées en 2011. »
Malheureusement, il est difficile d’intégrer la spectroscopie laser dans l'installation existante. « ALPHA a été conçu avant que nous prouvions qu'il est possible de piéger l'antimatière, souligne Jeffrey Hangst. C’est une expérience très compacte – qui capture et mélange des particules chargées pour former de l'antihydrogène dans une même unité. ALPHA-2 séparera ces deux processus, ce qui nous permettra de stocker des antiprotons lorsque l’AD est hors ligne, et d’installer les lasers. »
La bourse de la Fondation Carlsberg financera l’un des plus grands éléments de la nouvelle expérience ALPHA-2 : l’aimant solénoïde supraconducteur. Si Carlsberg est davantage connu pour sa bière, il faut savoir que la Fondation du même nom soutient les sciences depuis la fin du XIXe siècle. « Au Danemark, le nom Carlsberg fait immédiatement penser à la Fondation, indique Jeffrey Hangst. Carlsberg a délivré des bourses à des étudiants de troisième cycle dans de nombreuses disciplines, ainsi que des subventions visant à financer des équipements expérimentaux. Dans le cas d’ALPHA-2, la Fondation vient de financer l’une des plus grandes parties de l’expérience. »
Avec l’installation prévue d’ALPHA-2 au cours des prochains mois et l’analyse en cours des résultats de l’exploitation de l’AD pour 2011, attendons-nous à avoir prochainement d'autres nouvelles de la collaboration...
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- 1420912
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- BUL-NA-2012-034
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