Herstellung von Antiprotonen
Antiprotonen werden zur Zeit weltweit noch durch folgenden Prozeß hergestellt: Protonen aus einer Protonenquelle werden durch Linearbeschleuniger und mehrstufige Synchrotronringe auf eine kinetische Energie von mindestens 6GeV beschleunigt.
Durch Stöße mit einem festen Ziel wird anschließend die Energie durch Paarbildung in Materie umgewandelt. Die Mindestenergie von 6GeV ergibt sich aus der Forderung, daß die Energie beim Stoß, gemessen im Schwerpunkts system der Stoßpartner, größer oder gleich dem Energieäquivalent des entstehenden Elemen tarteilchenpaares sein muß.
Die entstehenden Antiprotonen verlassen das Ziel mit stark unterschiedlichen Richtungen und Energien. Plasmatechnologie Sie werden deshalb mit magnetischen Linsen gebündelt und auf ein gleiches Energieniveau gebracht ("gekühlt"). Dieser Prozeß wird intermittierend fortgesetzt, bis der Speicherring durch Raumladungseffekte keine weiteren Antiprotonen mehr aufnehmen kann. Die oben genannten Prozesse beinflussen sich gegenseitig und müssen so optimiert werden, daß sich insgesamt die beste Herstellungsrate ergibt.
Ziel:
Hier gibt es zwei Möglichkeiten: ein passives Ziel, oft auch Target genannt oder ein Ziel, das durch einen axialen Stromstoß ein Magnetfeld zur Bündelung der Antiprotonen aufbaut. Im ersten Fall treten die erzeugten Antiprotonen entlang des gesamten Zieles aus. Der maximale Raumwinkel DW, der von der Sammeleinrichtung noch abgedeckt wird, ist gegeben durch{SEQ Litera Isabelle}:
Hierbei sind Ah und Av die horizontale und vertikale Akzeptanz, die durch die Apertur der Strahlkammer und die Stärke der Fokussierung des Antiprotonenringes bestimmt werden, und lz ist die Länge des Zieles. Während die Protonen das Ziel durchfliegen, wechselwirken sie mit einer Absorptionslänge von l und erzeugen Antiprotonen. Diese wiederum werden ihrerseits mit einer anderen Absorptionslänge l' resorbiert. Dies führt zu einer optimalen Länge des Zieles von lz"l. Typische Abmessungen eines Zieles sind damit lz=180mm bei einem Durchmesser von 3mm.
KFZ-Diebstahlschutz - Bei der zweiten Zielart wird der Stromstoß so geregelt, daß alle erzeugten Antiprotonen bis zum Ende des Ziels geleitet werden, d.h. sie treten jetzt alle aus einer Scheibe vom Durchmesser des Ziels aus.
[ Von: Erwin Huber ]
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