Una misurazione precisa dell'intensità assoluta del raggio è un parametro chiave per monitorare eventuali perdite in un raggio e per calibrare il numero assoluto di particelle consegnate agli esperimenti.
Però, questo tipo di misurazione è molto impegnativo con la tradizionale diagnostica della corrente del fascio quando si tratta di bassa energia, fasci a bassa intensità a causa dei livelli di segnale molto bassi. Gli esperti di acceleratori di particelle dell'Università di Liverpool hanno ora dimostrato sperimentalmente un nuovo tipo di monitor in collaborazione con il CERN, il GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research e la Friedrich Schiller University e l'Helmholtz Institute Jena.
Un articolo appena pubblicato su Scienza e tecnologia dei superconduttori documenta le sfide dell'implementazione e delle misurazioni del primo raggio. Queste sono le prime misurazioni di questo tipo eseguite in un sincrotrone utilizzando fasci sia coasting che short-bunched.
L'Antiproton Decelerator (AD) è un sincrotrone che fornisce antiprotoni a bassa energia per studi sull'antimateria. Questi studi si basano sulla creazione di atomi di antimateria (come l'anti-idrogeno) e sul loro utilizzo come sonde per le simmetrie più fondamentali in natura come l'invarianza di CPT, o dell'accelerazione gravitazionale su materia e antimateria.
Una misurazione precisa dell'intensità del fascio in AD è fondamentale per monitorare eventuali perdite durante le fasi di decelerazione e raffreddamento del ciclo AD, e per calibrare il numero assoluto di particelle consegnate agli esperimenti. Però, questo è molto impegnativo con la tradizionale diagnostica della corrente del fascio a causa della bassa intensità del fascio di antiprotoni, che è dell'ordine di soli 10 milioni di particelle, corrispondenti a correnti del fascio di poche centinaia di nano-ampere. Per far fronte a questo, un comparatore di corrente criogenica (CCC) basato su un dispositivo di interferenza quantistica superconduttore (SQUID) è stato sviluppato e installato nell'AD, in una collaborazione tra esperti di acceleratori dell'Università di Liverpool e del CERN, il GSI Helmholtz Centro per la ricerca sugli ioni pesanti, Università Friedrich Schiller e Istituto Helmholtz Jena.
Le precedenti incarnazioni di CCC per acceleratori soffrivano di problemi relativi alla sensibilità alle vibrazioni meccaniche e alle perturbazioni elettromagnetiche. Per di più, queste configurazioni sono state utilizzate per misurare fasci lenti, solitamente dalle linee di trasferimento degli acceleratori, e non sono stati in grado di misurare fasci corti che presentano rapide variazioni di corrente. Per misurare la corrente e l'intensità del fascio durante il ciclo di una macchina di sincrotrone come l'AD, il CCC doveva essere adattato per far fronte ai segnali veloci delle travi ammucchiate.
In un documento ad accesso aperto appena pubblicato sull'IOP Scienza e tecnologia dei superconduttori rivista, Miguel Fernandes ei coautori descrivono le sfide dell'implementazione e delle misurazioni del primo raggio. Queste sono le prime misurazioni della corrente del fascio CCC eseguite in un sincrotrone utilizzando sia fasci a ruota libera che a fascio corto. Il documento dimostra le entusiasmanti prospettive di questo nuovo tipo di dispositivo diagnostico a fascio.
