Potresti scambiare ELENA per un acceleratore in miniatura. Ma, a differenza della maggior parte degli acceleratori, è alloggiato in un hangar e puoi prendere tutto in un solo sguardo. La differenza più grande però, è che non accelera le particelle, ma li rallenta.

La nuovissima macchina del CERN misura appena 30 metri di circonferenza e ha appena iniziato i suoi primi test con trave.

L'anello di decelerazione ELENA (Extra Low ENergy Antiproton) sarà collegato all'Antiproton Decelerator (AD), che è in servizio dal 2000. L'AD è una struttura unica che consente lo studio dell'antimateria.

L'antimateria può essere pensata come un'immagine speculare della materia e rimane un mistero per i fisici. Per esempio, materia e antimateria avrebbero dovuto essere create in quantità uguali al momento del Big Bang, l'evento all'origine del nostro Universo. Ma l'antimateria sembra essere scomparsa dall'Universo. Dove è andato è una delle tante domande che i fisici stanno cercando di risolvere con la macchina AD.

L'anello di circonferenza di 182 metri decelera gli antiprotoni (le antiparticelle dei protoni) a 5,3 MeV, l'energia più bassa possibile in una macchina di queste dimensioni. Gli antiprotoni vengono quindi inviati a esperimenti in cui vengono studiati o utilizzati per produrre atomi di antimateria. Più lenti sono gli antiprotoni (cioè meno energia hanno), più è facile per gli esperimenti studiarli o manipolarli.

Ed è qui che entra in gioco ELENA. Insieme all'AD, questo piccolo anello rallenterà ulteriormente gli antiprotoni, riducendo la loro energia di un fattore 50, da 5,3 MeV a soli 0,1 MeV. Inoltre, la densità delle travi sarà migliorata. Gli esperimenti saranno in grado di intrappolare da 10 a 100 volte più antiprotoni, migliorando l'efficienza e aprendo la strada a nuovi studi.

La decelerazione dei raggi è complicata tanto quanto la loro accelerazione. Più le particelle sono lente, più è difficile controllare le loro traiettorie. A bassa energia, i raggi sono più sensibili alle interferenze esterne, come il campo magnetico terrestre. ELENA è quindi dotata di magneti ottimizzati per funzionare con campi molto deboli. Un sistema di raffreddamento degli elettroni concentra e decelera i fasci.

Ora che i componenti del nuovo deceleratore sono stati installati, le squadre hanno iniziato i primi test con trave.

"Dopo cinque anni di sviluppo e costruzione, questa è una fase molto importante. Continueremo i test nelle prossime settimane per vedere se tutto funziona come previsto, " spiega Christian Carli, Capo progetto ELENA. "GBAR, il primo esperimento ad essere collegato ad ELENA, dovrebbe ricevere i suoi primi antiprotoni nel 2017".

Gli altri esperimenti saranno collegati durante il secondo lungo spegnimento degli acceleratori del CERN nel 2019-2020. ELENA fornirà antiprotoni a quattro esperimenti in parallelo.

Diversi esperimenti stanno studiando l'antimateria e le sue proprietà:ALPHA, ASACUSA, ATRAP e BASE. GBAR e AEGIS stanno lavorando in modo più specifico sull'effetto della gravità sull'antimateria.