Characterization of a transmission positron/positronium converter for antihydrogen production
S. Aghion
,
C. Amsler
,
T. Ariga
,
G. Bonomi
,
R.S. Brusa
,
M. Caccia
,
R. Caravita
,
F. Castelli
,
G. Cerchiari
,
D. Comparat
(1, 2)
,
G. Consolati
,
A. Demetrio
,
L. Di Noto
,
M. Doser
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A. Ereditato
,
C. Evans
,
R. Ferragut
,
J. Fesel
,
A. Fontana
,
S. Gerber
,
M. Giammarchi
,
A. Gligorova
,
F. Guatieri
,
S. Haider
,
A. Hinterberger
,
H. Holmestad
,
A. Kellerbauer
,
D. Krasnický
,
V. Lagomarsino
,
P. Lansonneur
(3)
,
P. Lebrun
(3)
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C. Malbrunot
,
S. Mariazzi
,
V. Matveev
,
Z. Mazzotta
,
S.R. Müller
,
G. Nebbia
,
P. Nedelec
(3)
,
M. Oberthaler
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N. Pacifico
,
D. Pagano
,
L. Penasa
,
V. Petracek
,
L. Povolo
,
F. Prelz
,
M. Prevedelli
,
L. Ravelli
,
L. Resch
,
B. Rienäcker
,
J. Robert
(1, 2)
,
O.M. Røhne
,
A. Rotondi
,
M. Sacerdoti
,
H. Sandaker
,
R. Santoro
,
P. Scampoli
,
M. Simon
,
L. Smestad
,
F. Sorrentino
,
G. Testera
,
I.C. Tietje
,
E. Widmann
,
P. Yzombard
(1, 2)
,
C. Zimmer
,
J. Zmeskal
,
N. Zurlo
,
S.L. Andersen
,
Jacques Chevallier
,
U.I. Uggerhøj
,
F. Lyckegaard
S. Aghion
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C. Amsler
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G. Bonomi
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G. Cerchiari
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D. Comparat
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G. Consolati
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A. Demetrio
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L. Di Noto
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M. Doser
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A. Ereditato
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C. Zimmer
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U.I. Uggerhøj
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Résumé
In this work a characterization study of forward emission from a thin, meso-structured silica positron/positronium (Ps) converter following implantation of positrons in light of possible antihydrogen production is presented. The target consisted of a ∼1 μm thick ultraporous silica film e-gun evaporated onto a 20 nm carbon foil. The Ps formation and emission was studied via Single Shot Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy measurements after implantation of pulses with $3-4·10^7$ positrons and 10 ns temporal width. The forward emission of implanted positrons and secondary electrons was investigated with a micro-channel plate – phosphor screen assembly, connected either to a CCD camera for imaging of the impinging particles, or to a fast photomultiplier tube to extract information about their time of flight. The maximum Ps formation fraction was estimated to be ∼10%. At least 10% of the positrons implanted with an energy of 3.3 keV are forward-emitted with a scattering angle smaller than 50° and maximum kinetic energy of 1.2 keV. At least 0.1–0.2 secondary electrons per implanted positron were also found to be forward-emitted with a kinetic energy of a few eV. The possible application of this kind of positron/positronium converter for antihydrogen production is discussed.