ELENA – 这个漂亮的名字代表超低能量反质子减速环,CERN的一个 30 米宽的减速环,可将现有CERN反质子减速器中的 5.3 MeV 反质子减速到令人难以置信的 0.1 MeV,这样它们就可以其他物质则通过所谓的潘宁磁阱捕获,并与正电子结合形成反氢。

VAT全金属真空阀技术在其中发挥着重要作用,因为它在高温和辐射的工作条件下仍能保持完整的功能。动态硬对硬密封技术将 XHV 条件下的可重复气密密封与全金属设计相结合。

检查单个反氢原子

ELENA 的中心目标是尽可能长时间地保持反物质的活性。取得巨大成功:目前,ELENA 减速过程后的陷阱实现了 15 分钟到一年的反物质寿命!但在所谓的低温陷阱中捕获反物质的尝试——即带有低温恒温器的可运输陷阱,其压力达到 10-18 毫巴——也是 ELENA 议程的重点(更多细节请参阅 PUMA 实验)。

鉴于反物质的寿命极短,ELENA 系统必须考虑各种特殊阀门和真空技术特性。例如,减速环中的所有入口和出口必须完全金属密封,以维持所需的压力和排气值。这就是 VAT 充分利用其多年的 XHV 专业知识的领域,例如,经过验证的 VAT 48系列全金属闸阀。

CERN研究人员的另一项任务是:他们想要通过光谱研究反氢原子,然后比较引力对物质和反物质的影响。在所谓的 GBAR 实验静态反物质引力行为的缩写)中,ELENA 帮助产生的电中性反氢原子将从 20 厘米的高度掉落,然后记录下落过程,直到它们消失。由于 ELENA 具有使所研究的反原子尽可能保持“静止”的出色能力,GBAR 研究人员确信,即使是与相对较弱的引力有关的物质和反物质行为的最小差异也可以被检测到。

2018 年 10 月,GBAR 收到了来自 ELENA 的第一束反质子束。从那时起,科学家们一直在狂热地研究研究结果,以进一步解决围绕宇宙中物质和反物质不对称分布的巨大谜团。在此过程中,他们也依赖于VAT全金属真空阀技术。