Les travaux de Synergistic/Positronics

AVERTISSEMENT: Cette page web est un résumé et un extrait des activités de cette société avant sa disparition du web à l'adresse http://www.synergistictech.com/

Synergistic Technologies est une petite entreprise dont le siège est à Los Alamos (Nouveau Mexique), elle déclare clairement que les buts de la société est la fabrication, le stockage et le transport d'antimatière pour de multiples applications: En gros elle recrute des cerveaux pour réfléchir et théoriser sur les applications possibles de l'antimatière, sans que ceux-ci en aient les quantités souhaitables. Ces sociétés écrans sont une vitrine pour recruter de nouveaux chercheurs motivés.
Pourquoi avoir changé de nom ? Maintenant on la retrouve sous le nom de Positronics Research LLC, cependant grâce à mes correspondants, on a pu sauver ce qu'il y avait auparavant , par comparaison on note que le schéma sur la bouteille magnétique a disparu, ainsi que le croquis de l'avion, je vous laisse comparer les deux liens: Synergistic Technologies (ancienne formule)
On retrouve un des schéma retiré récemment du site grâce à un lecteur qui m'a indiqué le lien suivant dans la publication scientifique sur le principe d'une trappe à antimatière. Donc on peut en fouinant retrouver ce montage. Un des auteurs est G.A. Smith, président de Positronics : http://www.engr.psu.edu/antimatter/Papers/anti_prod.pdf .
Je n'ai pas encore vérifié si c'est le même principe que celui utilisé au CERN qui ont récemment déclaré pouvoir produire des anti-atomes d'hydrogène en quantité exploitable. Merci de m'écrire à ce sujet.

Une des réponses sur le changement intervenu sur ce site on peut la deviner à travers un argument développé dans le livre tant décrié de Thierry Meyssan L'effroyable imposture, sans entrer dans la polémique du sujet principal du livre , la seconde partie, plus intéressante, parle des mesures prises par le gouvernement américain après les attentats:
On peut y lire à la page 91 et suivantes : Dans le prolongement de ces mesures, l'administration Bush prends diverses décisions pour renforcer le secret-Défense. (...) Le 2 octobre, le sous-secrétaire à la Défense, Pete Aldridge Jr., adresse un courrier à tous les fournisseurs des armées. (Voir ce lien) Il leur indique que le secret-Défense s'étends à leur activité commerciales, étant entendu que des informations apparement anodines peuvent révéler beaucoup de choses sur les activités et intentions du département de la Défense. La discrétion s'impose donc aux civils. (etc...)

Donc les changements opérés sur ce site sont certainement une conséquence directe de ces évènements de septembre 2001. (Merci de m'indiquer des changements ou erreurs dans les liens donnés)

 


Logo of Synergistic Technologies Company.
Le logo de la société Synergistic Technologies

Synergistic Technologies is a small business headquartered in Los Alamos, NM. The focus of the company is to develop the production, storage and handling of antimatter for a wide variety of applications.
Synergistic Technologies est une petite entreprise basée à Los Alamos, Nouveau Mexique. Le but de la société est de développer la production, le stockage et le transport de l'antimatière pour une large variété d'applications

Its primary focus breaks into five major arenas:
Le principal but est de percer dans cinq domaines majeurs:

1) collaborate with national research centers, to provide a low-energy source of antiprotons and positrons to foster practical applications of antimatter;
Collaborer avec les centres de recherches nationaux, pour fournir une source d'énergie primaire d'antiprotons et positrons pour favoriser les applications pratiques de l'antimatière;
2) design, build, and test methods of confinement of large numbers of antiprotons and positrons;
Concevoir, fabriquer, et tester des méthodes de confinement d'un grand nombre d'antiprotons et positrons;
3) design, build, and test methods for conversion of antimatter annihilation products to useful forms of energy;
Concevoir, fabriquer, et tester des méthodes de conversion d'énergie produite par annihilation matière-antimatière;
4) perform basic research in symmetries, gravity and antimatter-matter interactions; and
Améliorer la recherche fondamentale dans les symétries, la gravité et les interactions matière-antimatière; et
5) perform measurements fundamental to the development of medical, atmospheric, and space applications.
Effectuer des mesures fondamentales pour le développement d'applications médicales, atmosphérique, et spatiales.

Initial efforts centered on computational design and construction of systems applicable to space propulsion. The company intends to develop biomedical applications including a portable source of radioisotopes for Positron Emission Tomography and a revolutionary technique for cancerous tumor therapy. More recently, we have entered into the design and testing of air-breathing ramjets and turbojets with very long flight durations and high performance characteristics. Central to all these applications is the enormous energy density of antimatter (180 MJ/microgram) and myriad examples of conversion of this energy into useful applications
Les efforts initiaux sont centrés sur la conception et la construction de systèmes applicables à la propulsion spatiale. La société a l'intention de développer des applications biomédicales incluant une source portative de radioisotopes pour la Tomographie par Emission de Positron et une technique révolutionnaire pour la thérapie de tumeur cancéreuse. Plus récemment, nous sommes entrés dans la conception et les essais de turboréacteurs et statoréacteurs aérobie avec des caractéristiques de vols à longue durée et haute performance. Le plus important dans toutes ces applications est l'énorme densité d'énergie d'antimatière (180 MegaJoule/Microgramme) et les exemples innombrables de conversion de cette énergie dans des applications pratiques.


Our completed projects
Nos projets accomplis

Award Code
Title
Completion Date
1. NASA SBIR Phase I NAS8-98110

"Design of a High Efficiency Antiproton Degrader/Accumulator to Support Advanced Propulsion Research"

Conception d'un Accumulateur/Dégradeur d'Antiproton à Haut Rendement pour la Recherche sur la Propulsion Avancée.

1998
2. NASA STTR Phase I NAS8-99004

"Antimatter Plasma Gun for Advanced Thruster Research"

Canon à Plasma d'Antimatière pour la Recherche d'Accélérateur Avancé

1999
3. NIAC (NASA Institute of Advanced Concepts) Phase I 07600-002

"Enabling Exploration of Deep Space: High Density Storage of Antimatter"

Permettre l'Exploration de l'Espace Profond: Stockage à Haute Densité d'Antimatière

1999
4. NASA SBIR Phase I NAS8-00072

"Design of a High Intensity Pulsed Plasma (HIPP) Propulsion System"

Conception de Plasma Pulsé à Haute Intensité (PPHI)

2000


Projects that are currently in progress
Projets qui sont actuellement en étude.

1. NASA SBIR Phase II NAS8-98110
"Construction of a High Efficiency Antiproton Degrader/Accumulator to Support Advanced Propulsion Research"
Construction d'un Accumulateur/Dégradeur d'Antiproton à Haut Rendement pour la Recherche sur la Propulsion Avancée.
STATUS: IN PROGRESS

Summary

Synergistic Technologies has completed the design of a degrader system that will accept a high energy antiproton beam and output a high quality low energy beam. Computational simulation of a variety of configurations of the device over a range of incident energies shows that production efficiencies as high as 2x105 could be expected. Current accelerator technology could produce a low energy beam with near 100% efficiency but would require $10M and five years to build. The degrader system will allow a source of trapable antiprotons to be available within two years. The objectives of this Phase II proposal are to construct the degrader system matched to the beam conditions existing at the Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) and to confirm and verify performance and operations. Based on the operational conditions at FNAL, we expect to provide around 1.7x106 antiprotons per hour for research directly or for injection into portable Penning Traps for off-site research. By the end of the project, we intend to provide a potentially commercial source of low energy antiprotons in portable traps to the research community.
Synergistic Technologies a terminé la conception d'un système dégradeur qui acceptera un faisceau d'antiproton à haute énergie avec en sortie un faisceau basse énergie de grande qualité. Les calculs numériques d'une variété de configurations de l'équipement sur une large gamme montrent que la production efficace pourrait atteindre une valeur aussi haute que 2x105. La technologie actuelle d'accélérateur pourrait produire un faisceau de basse énergie avec une efficacité proche de 100% mais exigerait 10 Millions de dollars sur cinq ans pour le fabriquer. Le système dégradeur permettra d'avoir une source d'antiprotons capturable disponible dans les 2 ans. L'objectif de cette phase II propose de construire un système dégradeur correspondant aux conditions du faisceau existant à l'Accélérateur du Laboratoire National Fermi (FNAL) et de confirmer et vérifier les performances et possibilités. Basé sur les conditions opérationnelles du FNAL, nous nous attendons à fournir autour de 1.7x106 antiprotons par heure directement pour la recherche ou pour l'injection dans un "Pennings Traps" portatif pour la recherche hors site. Vers la fin du projet, nous avons l'intention de fournir une source potentiellement commerciale d'antiproton à basse énergie dans des pièges portables pour la communauté des chercheurs.

The potential for commercial applications using antiprotons is tremendous. Several researchers have postulated the need for a portable source of low energy antiprotons for basic physics research, plasma physics applications, and advanced propulsion research. A source of low energy antiprotons, even at low storage capacities, will allow research in these areas to begin immediately. The most promising, near-term, large scale commercial potential is in the area of biomedical radioisotope generation. These isotopes are currently used in established procedures such as Positron Emission Tomography (PET) to detect many forms of cancer, map activity in the brain, and understand pathological afflictions such as Alzheimer's disease. The availability of the isotopes, however, is currently limited to expensive production facilities and to the range that can be covered within the half life of the isotope. Only 40 cyclotrons for PET isotope production exist nationwide whereas 1700 hospitals possess the imaging capability to perform PET scans. A portable source of antiprotons would allow a 100 fold increase in the availability of PET scans around the nation. Both of these areas, basic research and radioisotope production, will be revolutionized by the development of a portable source of antiprotons that can be rapidly refilled and transported around the country. This proposal will enable that technology to become reality.
Le potentiel pour des applications commerciales utilisant les antiprotons est immense. Plusieurs chercheurs ont postulé le besoin d'une source portative d'antiprotons à basse énergie pour des recherches en physique fondamentale, applications de physique des plasmas, et la recherche sur les propulsions avancées.Une source d'antiprotons de basse énergie même dans de faibles capacités de stockage, permettra de faire immédiatement des recherches dans ces domaines. Le potentiel commercial de grande envergure le plus prometteur à courte échéance se retrouve dans le domaine de la génération de radio-isotopes biomédicaux. Ces isotopes sont actuellement utilisés pour établir des procédures telles que la Tomographie par Émission de Positrons (TEP) pour détecter plusieurs formes de cancer, cartographier l'activité du cerveau, et comprendre les pathologies telles que la maladie d'Alzheimer. La disponibilité des isotopes, cependant, est actuellement limitée à des processus de production dispendieux et à des procédures qui doivent se réaliser durant la première période de demi-vie des isotopes. Seulement 40 cyclotrons sont dédiés à la production d'isotopes TEP dans le pays alors que 1700 hopitaux possèdent des capacités d'imagerie permettant les enregistrement TEP. Une source portative d'antiprotons permettrait une augmentation par un facteur de 100 de la disponibilité des enregistrements TEP dans le pays. Ces deux domaines, recherche fondamentale et production de radio-isotopes, sera révolutionnée par le développement d'une source portative d'antiprotons qui pourrait être rapidement réapprovisionnée et transportée à travers le pays. Cette proposition permettra à cette technologie de devenir une réalité.

2. USAF BAA Award F08630-00-C-0010
"Revolutionary Positron Annihilation Ordnance"
Projet d'Annihilation Positronique révolutionnaire
STATUS: IN PROGRESS

Summary

The goal of the USAF Award is to investigate positron-energy conversion compliant with USAF needs. We consider an air-breathing propulsion vehicle. The benefit of electron-positron annihilation is that the energy yield is sub-nuclear; that is, no harmful nuclear effects can occur. This avoids many of the environmental issues that were presented with the 1954-64 Project Pluto, which was an open-air, nuclear fission-based ramjet. Furthermore, the energy source is sufficiently compact and efficient as to allow long-range reconnaissance with smaller aircraft.
Le but de l'appel d'offre de l'US Air Force est d'examiner la conversion positron-électron en accord avec les besoins de l'US Air Force. Nous considérons un véhicule à propulsion aérobie. L'avantage d'une annihilation électron-positron est que l'énergie est d'origine sub-nucléaire, c'est à dire qu'aucun effet nuisible ne peut survenir. Cela évite beaucoup de question environnementale qui ont présenté avec le Projet Pluto en 1954-1964, qui était un statoréacteur aérobie, basé sur la fission nucléaire. En outre, la source d'énergie est suffisamment compacte et efficace pour permettre à un petit avion des vols de reconnaissance à longue distance

First-level verification of positron heating requires a trap that can store ~ 1015 positrons. It is not difficult to obtain these quantities from existing research facilities, but such quantities have not been experimentally stored. The principal focus is to develop and diagnose such a high-density storage trap and use it for small-scale experiments. Such results will play a role in the development of future positron storage research in areas such as positronium formation, parelectricity, or quantum reflection. Also, the research can beneficial towards the development of a positron-based SSRV, which can be considerably less massive than a chemical-based single-stage-to-orbit returnvehicle.
La vérification du premier niveau de chauffage des positron exige un piège qui peut stocker 1015 positrons. Il n'est pas difficile d'obtenir ces quantités d'installations de recherche déja existant mais de telles quantités n'ont pas été expérimentalement stockées. Le point principal est de développer et diagnostiquer des stockages à haute densité pour des utilisations expérimentales à petite échelle. De ces résultats dépendront le rôle à jouer dans les développement futur d'une recherche sur le stockage dans les domaines comme la formation des positronium, parélectricité, ou reflexion quantique. Aussi la recherche peut bénéficier de développement vers un SSRV basé sur les positrons, qui est considérablement moins massif qu'une navette orbitale à simple étage chimique.

Antimatter research can be divided into three categories: production, trapping, and applications. There are several technological challenges present with each area, and Synergistic Technologiesí primary motive is to facilitate the production and increase the storage of antimatter for medical, space propulsion, or air-breathing propulsion applications.
La recherche sur l'antimatière peut-être divisée en 3 catégories: Production, Capture et Applications. Il y a plusieurs défis technologiques pour chaque domaine, et la motivation première de Synergistic Technologies est de faciliter la production et augmenter le stockage d'antimatière pour les applications dans le milieu médical, la propulsion spatiale et la propulsion aérobie.

PRODUCTION
Since their discovery in 1955, antiproton (pbar) production rates have increased by approximately an order of magnitude every 2.5 years as seen in this plot to the right. Based on the past thirty years of production experience, within the next few decades, milligram-like quantities could be produced annually. At the Interstellar Robotics Missions for the 21st Century Workshop held at the Jet Propulsion Laboratory in August 1998, and in the paper produced by Dr. George Schmidt et al. [Schmidt, G.R., H.P Gerrish, J.J. Martin, G.A. Smith, and K.J. Meyer, "Antimatter Requirements and Energy Costs for Near-Term Propulsion Applications," Jour. Propulsion and Power 16,923, 2000], the findings were:
Depuis leur découverte en 1955, le taux de production d'antiprotons a augmenté d'approximativement d'une magnitude tous les 2,5 ans comme montré sur le schéma suivant. Basé sur l'expérience des 30 dernières années de production, dans les quelques décennies suivantes, des quantités de l'ordre du milligramme pourraient être produites. A l'atelier sur les Missions Robotisées pour le 21eme siècle qui s'est tenu au Jet Propulsion Laboratory en Août 1998, dans une note écrite par le Dr. George Schmidt et al. [Schmidt, G.R., H.P Gerrish, J.J. Martin, G.A. Smith, and K.J. Meyer, "Exigences d'Antimatière et Dépenses d'Énergie pour les applications de Propulsion à Court Terme" Jour. Propulsion and Power 16,923, 2000], on trouve les phrases suivantes:
1) Current production in the US was approximately 14 nanograms per year;
La production actuelle américaine est approximativement de 14 nanogramme par an;
2) Upgrades to current facilities (i.e. a cooling ring) could produce micrograms per year;
Agrandir les installations actuelles (Par exemple un anneau refroidisseur) pourrait produire un microgramme par an;
3) With current technology, a new facility could produce milligrams per year;
Avec la technologie actuelle, une nouvelle installation pourrait produire un milligramme par an;
4) Production of grams per year would require a new technology.
La production de plusieurs grammes par an exigerait une nouvelle technologie.

Currently, antiprotons are produced in the US at the Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) in Batavia, Ill, and at the Brookhaven National Laboratory (BNL) in Long Island, NY. Both of these facilities are National Laboratories of the Dept. of Energy. (In Europe, they are also produced at CERN in Switzerland.)  The facilities are composed of large accelerator rings constructed underground (above). Bombarding metal targets with high-energy protons produces antiprotons. A cloud of high-energy protons, antiprotons, kaons, pions, and other exotic particles blasts out the backside of the target.  Extracting and accumulating the antiprotons by bending them in a magnetic field is a major part of the production process. Once accumulated into a beam, the antiprotons at Fermilab (aerial view at left) are accelerated again in order to collide with the proton beam or are decelerated down to about 500 MeV.
Actuellement, les antiprotons sont produits au Fermilab ( Fermi National Accelerator Laboratory) à Batavia, Illinois, et au BNL (Brookhaven National Laboratory) a Long Island, New-York. Ces deux installations dépendent des Laboratoires Nationaux du Département de l'Energie. (En Europe, ils sont aussi produits au CERN en Suisse). Les installations sont composées de grand anneaux accélérateurs souterrains. En bombardant une cible de métal avec des protons à haute énergie des antiprotons apparaissent. Un nuage de protons, antiprotons, kaons, pions et d'autres particules exotiques à haute énergies surgissent derrière la cible. La principale partie du processus est d'extraire et d'accumuler les antiprotons triés par un champ magnétique. Une fois concentré dans un faisceau, les antiprotons du Fermilab (Voir la vue aérienne) sont accélérés de nouveau pour entrer en collision avec un faisceau de protons ou sont décélérés à environ 500 Mega électronvolts.

The ability to accumulate, cool, and decelerate the antiprotons is the limiting factor in pbar production.  Major advances have occurred in recent years in stochastic cooling and electron cooling techniques which may allow significant advances in antiproton accumulation rates.  At this point, no source of low energy antiprotons exists in the US.  Built in collaboration with NASA Marshall Space Flight Center, the STI antiproton accumulator/degrader will attempt to reduce the energies of the antiprotons so that they can be injected into portable antiproton storage traps for off-site research purposes.
L'habileté pour accumuler, refroidir et décélérer les antiprotons est un facteur limitant dans la production de ces derniers. Des avancées majeures ont eu lieu ces dernières années dans les techniques de raffraichissement stochastiques et de refroidissement d'électrons et qui pourrait permettre des progrès majeur dans les capacités de stockage d'antiprotons. Pour l'instant aucune source de stockage d'antiproton à basse énergie existent aux Etats-unis. Construits avec la collaboration du Centre des Vols Spatiaux Marshall de la NASA, l'accumulateur/dégradeur d'antiproton Synergistic Technologies Inc tentera de réduire le niveau d'énergie des antiprotons pour qu'ils puissent être injectés dans des pièges de stockage portatifs d'antiprotons pour des buts de recherche hors-site.

Positrons (anti-electrons) are currently easier and more efficient to produce, primarily because they can be produced at lower power.  The Lawrence Livermore National Laboratory [c.f. P. Asoka-Kumar, R. Howell and W. Stoeffl, “High Intensity Positron Program at LLNL”, UCRL-JC-132024, Sept. 23, 1998] currently has a positron source with an in-house degrader that produces 1010 positrons/sec at 1-10 eV  (1015 /sec at the 1-10 MeV range).  The 1010 positrons/sec is equivalent to about 0.14 ng per year, which is sufficient for STI’s current research objectives.   Synergistic Technologies and LLNL are working together to use the positron source for high-storage trapping research.
Les positrons (anti-électrons) sont actuellement plus faciles et plus efficaces à produire, premièrement parce qu'ils peuvent être produits à basse énergie. Le Laboratoire National Lawrence Livermore [c.f. P. Asoka-Kumar, R. Howell and W. Stoeffl, “Programme Positron à Haute Intensité au LLNL”, UCRL-JC-132024, Sept. 23, 1998] a actuellement une source de positron avec un dégradeur maison qui produit 1010 positrons/sec a 1-10 eV (peut monter à 1015 / sec à 1-10 MeV). Les 1010 positrons/sec sont équivalent à environ 0,14 nanogramme par an, ce qui est suffisant pour les objectifs actuels de recherches de Synergistic Technologies Inc. Synergistic Technologies Inc et le LLNL travaillent ensemble pour utiliser la source de positron sur les recherches de capture et stockage à grande capacité.

CAPTURE
Trapping has proven to be the most difficult area of research.  Up to now antiprotons have been stored at Fermilab and CERN at high energy in large storage rings for basic research in high-energy physics.   By lowering the particle energy from several MeV, available at the CERN/AD facility in Europe, to tens of keV, storage can be achieved in compact structures known as ion traps.  The capture of several million antiprotons in an ion trap at CERN has been achieved by a Penn State/Los Alamos collaboration.  Positrons are produced at sufficient levels at Lawrence Livermore National Laboratory to perform experiments directly without the use of traps.  However, to make antimatter available at propulsion research sites such as NASA, positrons and antiprotons must be confined in portable traps.
Le piégeage a montré que c'est le domaine de recherche le plus compliqué. Jusqu'à maintenant des antiprotons ont été stocké au Fermilab et au CERN à grand niveau d'énergie dans de grands anneaux de stockage pour la recherche fondamentale en physique des hautes énergie. En abaissant l'énergie des particules de plusieurs Mev à plusieurs dizaines de KeV dans les installations du CERN/AD en Europe, le stockage peut être réalisé dans des structures compactes connues sous le nom de pièges d'ions. La capture de plusieurs millions d'antiprotons dans une piège d'ions au CERN a été fait avec la collaboration de Penn State/Los Alamos. Les positrons sont produits à des niveaux suffisants au Laboratoire National de Lawrence Livermore pour exécuter directement des expériences sans l'utilisation de pièges. Cependant, pour faire des recherche sur la propulsion comme l'indique la NASA, les positrons et antiprotons doivent être contenus dans des pièges portatifs.

Over the past tens years or so, success has been achieved in collecting and holding antiprotons in electromagnetic Penning traps. This technology now appears to be capable of storing antiprotons in densities up to 1011 per cm3.   One such portable trap developed by Pennsylvania State University, shown above, can store 109 antiprotons.  A second- generation trap, under development at the NASA Marshall Propulsion Research Center (See figure above courtesy of J.Martin, Propulsion Research Center), has a design goal of holding 1012 antiprotons.  Synergistic Technologies is currently designing a positron trap that can store 1015 positrons.  This trap will refine research in the area of Penning trap research for both antiprotons and positrons, although these traps are limited to these levels due to space-charge effects.
Au cours des dizaines d'années passées ou presque, des succès ont été accomplis dans le rassemblement et le maintien d'antiprotons dans des pièges magnétiques. Cette technologie apparait maintenant capable de stocker une densité d'antiprotons jusqu'à 1011 par cm3. Un tel piège portatif a été développé par l'Université de l'Etat de Pennsylvanie, comme montré par la photo ci-dessous à gauche et peut contenir 109 antiprotons . Une seconde génération de piège est en développement au Centre de Recherche sur la Propulsion Marshall de la NASA, (Voir le shéma en bas à droite) et est conçu pour contenir 1012 antiprotons. Synergistic Technologies étudie actuellement la conception d'un piège à positron qui peut stocker 1015 positrons. Ce piège améliorera la connaissance dans le domaine des pièges électromagnétiques pour les positrons et antiprotons, bien ces pièges sont limités à ce niveau en raison d'effets de charge spatial.

By using these traps as a source of low energy antiprotons, we intend to experimentally investigate other concepts that may store antimatter at densities 10 to 1000 times higher (at the nanogram range for antiprotons).   One proposal involves storage of atomic anti-hydrogen, which is chemically neutral.  CERN can provide 5.9 MeV antiprotons at the rate of 107/min in 200 nsec bunches.  The antiprotons can be degraded by foils down to about 30 keV energy, injected into a Penning Trap and cooled by collisions with electrons down to energies below 10-30 eV.  With inclusion of the Synergistic Technologies positron trap, the two species can recombine and be stored at densities in excess of 1017  per cm3  in magnetic confinement vessels known as Ioffe-Pritchard traps [c.f. “Antihydrogen Producton and Precision Experiments", The ATHENA Collaboration, CERN/SPSCL 96-17, SPSLC/P302, October 20, 1996 ].  This may provide antimatter at the near-milligram level.
Another method to increase storage for positrons is positronium chemistry. This is the formation of an electron-positron pair through electromagnetic means.  Stacking of positronium atoms can produce a globally neutral accumulation of positronium at densities similar to that of an Ioffe-Pritchard trap (1017 /cm3).
En employant ces pièges comme source d'antiprotons à basse énergie, nous avons l'intentions d'expérimenter et d'examiner d'autres concepts qui peuvent stocker l'antimatière à une densité de 10 à 1000 fois plus élevée (Dans la gamme du nanogramme pour les antiprotons). Une proposition implique le stockage d'atomes d'anti-hydrogène qui est chimiquement neutre. Le CERN peut fournir des antiprotons d'énergie 5,9 MeV au rythme de 107 paquets de 200 nsec par minute. L'energie des antiprotons peut être dégradé par des feuilles de métal très mince jusqu'à environ 30 KeV, injecté ensuite dans des trappes de Penning et refroidi(ralenti) par collisions avec des électrons jusqu'à des énergies d'environ 10-30 KeV. Avec l'intégration du piège à antiproton de Synergistic Technologies, les deux espèces peuvent se recombiner et être stockée à la densité de plus de 1017 par cm3 dans un confinement magnétique de type vaisseau connu sous le nom de piège Ioffe-Pritchard [c.f. “Production et Expérimentation Précise d'Antihydrogène", The ATHENA Collaboration, CERN/SPSCL 96-17, SPSLC/P302, October 20, 1996 ]. Ceci pourrait fournir presque un milligramme d'antimatière.
Une autre méthode pour augmenter le stockage de positrons est la chimie du positronium. C'est la formation d'une paire électron-positron par des moyens électromagnétiques. L'entassement de paires de positronium peut produire une accumulation globalement neutre avec des densités similaires à un piège de Ioffe-Pritchard (1017/ cm3)

APPLICATIONS

The development of high-density storage combined with the production rates expected in the next decade open the possibility of using antiprotons in applications other than basic research.
Antiprotons have the highest energy density (9 x 1016 J/kg) of any material known in existence. Annihilation of an antiproton with a proton produces 1000 times the energy per unit mass of reactants than the fission of uranium. Considering current technology, the potential exists for a low-mass antiproton storage-transfer-conversion system. However, the required energy investment, and subsequently the financial investment, of producing antiprotons is rather stringent. Consequently, antiprotons as an energy source could have unique applications where low mass is of high importance, such as in propulsion systems or for biomedical applications.
Le développement de stockage à haute densité combiné avec des taux de production attendus pour la prochaine décennie ouvre la possibilité d'employer des antiprotons dans des applications autres que la recherche fondamentale. Les antiprotons ont une densité d'énergie supérieure ( 9x1016 J/kg) à n'importe quel autre matériau connu existant. L'annihilation d'antiproton avec un proton produit 1000 fois plus d'énergie par unité de masse qu'une réaction de fission d'uranium. En considérant la technologie actuelle, le potentiel existe pour un système stockage-transfert-conversion d'antiproton à basse masse. Cependant, l'investissement d'énergie exigé et par la suite l'investissement financier, pour produire des antiprotons est plutôt rigoureux. Par conséquent, les antiprotons comme source d'énergie pourraient avoir des applications uniques où la masse basse a grande importance, comme dans les systèmes de propulsion ou pour des applications biomédicales.

Publications (1-4) within only the past few years show positron emission tomagraphy (PET) techniques being used to diagnose head tumors, breast masses, serotonin uptake, pancreatic cancer, cerebral glucose consumption, coronary artery disease, and regional blood flow to name a few examples. The basis for PET is that isotopes such as carbon-11, oxygen-15, and flourine-18 emit positive electrons or positrons as part of their natural decay chain. The half-lives of these isotopes are 10 minutes, 2 minutes, and 120 minutes respectively. Although radioactive, the isotopes chemical behavior is identical to the stable versions of the element-- carbon-12, oxygen-16, and flourine-19. The positrons that are emitted quickly slow down and stop in the surrounding tissue within a few tens of micrometers. Once stopped, the positrons annihilate to form two back-to-back gamma rays, each with 511 kilo-electron volts of energy. The gamma rays are very penetrating with regards to human tissue, are able to escape the body, and are readily detected by existing, high resolution gamma cameras. The data collected by the cameras allows the origination point of the gamma rays to be determined in the body with extremely high precision.

The Institute for Clinical PET reports (5) that only 40 medical facilities in the U.S. possess cyclotrons to perform clinical operations whereas 1700 medical centers possess the imaging equipment to utilize PET.  Thus, development of a cheap, portable source of radioisotopes would be a significant enhancement to medical facilities' capabilities nationwide. Synergistic Technologies envisions two goals to expand the availability of PET isotopes and utilization: 1) develop a portable source of radioisotopes such as fluorine-18, carbon-11, or oxygen-15 which can be substituted into the existing protocols at PET capable facilities, and 2) develop a capability to "enrich" an existing pharmacological agent in radioisotopes in-situ. Using a portable trap filled with antiprotons, radioisotope labeled agents could be readily produced at the patient's bedside for immediate application.

The annihilation of a positron with an electron produces two 180 MeV gamma rays.  Gamma rays are neutral particles, which means they cannot be directed.  However, their intrinsic energies are sub-threshold for any nuclear effects (environmentally “friendly”).  Thus, positrons are suitable for air-breathing propulsion substitutes for hydrocarbons in aircraft combustion chambers.  STI is already examining positrons for use in ramjets under a USAF contract.  Another Synergistic Technologies idea is to investigate the benefits of positrons in the first and second modes of a Single Stage Reusable Vehicle (SSRV), particularly as a turboramjet configuration with an external rocket.  The use of positrons instead of hydrocarbons can reduce the propellant mass by over 50%, thus allowing greater payload size, elimination of difficult composite structures, etc.

Where positrons are suitable for Earth-to-orbit missions, antiprotons are more suited for deep space propulsion.  This is because the charged products from an antiproton-proton annihilation can be expelled directionally to produce thrust.  Beamed core antimatter propulsion is one of few propulsion methods that can potentially deliver a spacecraft to Alpha Centauri in less than ten years (the others are laser-lightcraft and fusion).  However, the antimatter required (several kilograms) is far beyond current production capabilities.  Antimatter-initiated microfission/fusion has been the trademark for STI, and you can examine some of the earlier proposed projects at the website http://www.engr.psu.edu/antimatter