Vous pourriez confondre ELENA avec un accélérateur miniature. Mais, contrairement à la plupart des accélérateurs, il est logé dans un hangar et vous pouvez tout voir en un seul coup d'œil. La plus grande différence cependant, c'est qu'il n'accélère pas les particules, mais les ralentit.

La toute nouvelle machine du CERN ne mesure que 30 mètres de circonférence et vient de commencer ses premiers tests avec faisceau.

L'anneau de décélération ELENA (Extra Low ENergy Antiproton) sera connecté au Décélérateur d'Antiprotons (AD), qui est en service depuis 2000. L'AD est une installation unique qui permet l'étude de l'antimatière.

L'antimatière peut être considérée comme une image miroir de la matière et elle reste un mystère pour les physiciens. Par exemple, matière et antimatière auraient dû être créées en quantités égales à l'époque du Big Bang, l'événement à l'origine de notre Univers. Mais l'antimatière semble avoir disparu de l'Univers. Là où il est allé, c'est l'une des nombreuses questions que les physiciens essaient de résoudre avec la machine AD.

L'anneau de 182 mètres de circonférence décélère les antiprotons (les antiparticules de protons) à 5,3 MeV, la plus faible énergie possible dans une machine de cette taille. Les antiprotons sont ensuite envoyés dans des expériences où ils sont étudiés ou utilisés pour produire des atomes d'antimatière. Plus les antiprotons sont lents (c'est-à-dire moins ils ont d'énergie), plus il est facile pour les expériences de les étudier ou de les manipuler.

Et c'est là qu'ELENA entre en jeu. Couplé à l'AD, ce petit anneau ralentira encore plus les antiprotons, en réduisant leur énergie d'un facteur 50, de 5,3 MeV à seulement 0,1 MeV. En outre, la densité des faisceaux sera améliorée. Les expériences pourront piéger 10 à 100 fois plus d'antiprotons, améliorer l'efficacité et ouvrir la voie à de nouvelles études.

Décélérer des faisceaux est tout aussi compliqué que les accélérer. Plus les particules sont lentes, plus il est difficile de contrôler leurs trajectoires. A basse énergie, les faisceaux sont plus sensibles aux interférences extérieures, comme le champ magnétique terrestre. ELENA est donc équipé d'aimants optimisés pour fonctionner avec des champs très faibles. Un système de refroidissement électronique concentre et décélère les faisceaux.

Maintenant que les composants du nouveau décélérateur sont installés, les équipes ont commencé les premiers tests avec faisceau.

« Après cinq ans de développement et de construction, c'est une étape très importante. Nous allons continuer les tests dans les semaines à venir pour voir si tout fonctionne comme prévu, " explique Christian Carli, Chef de projet ELENA. "GBAR, la première expérience à être connectée à ELENA, devrait recevoir ses premiers antiprotons en 2017. »

Les autres expériences seront connectées lors du deuxième long arrêt des accélérateurs du CERN en 2019-2020. ELENA fournira des antiprotons à quatre expériences en parallèle.

Plusieurs expériences étudient l'antimatière et ses propriétés :ALPHA, ASACUSA, ATRAP et BASE. GBAR et AEGIS travaillent plus spécifiquement sur l'effet de la gravité sur l'antimatière.