El espectrómetro de órbita helicoidal ( HELIOS ) es un dispositivo de medición para estudiar reacciones nucleares en cinemática inversa. [1] Está instalado en las instalaciones ATLAS del Laboratorio Nacional de Argonne .
El concepto HELIOS se propuso por primera vez en el Taller sobre equipos experimentales para una instalación ISOL avanzada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en 1998. [2] El concepto se presentó como un espectrómetro de gran aceptación de próxima generación para medir reacciones de iones pesados.
Esquemáticamente, HELIOS se basa en un solenoide superconductor de gran diámetro. Los haces acelerados de iones pesados entran en el solenoide a lo largo del eje magnético, pasando a través de un conjunto de detectores huecos. A continuación, el haz intercepta un objetivo de "iones ligeros", también en el eje magnético. En la configuración que se muestra en la figura, los productos de reacción cargados expulsados hacia atrás en el marco del laboratorio se mueven en órbitas helicoidales hacia el conjunto de detectores. Los retrocesos en forma de haz pesado se enfocan cinemáticamente hacia adelante en un cono estrecho y son interceptados por el llamado conjunto de detectores de retroceso.
La colaboración HELIOS se formó con miembros del Laboratorio Nacional de Argonne, la Universidad de Western Michigan y la Universidad de Manchester para construir, caracterizar y poner en funcionamiento el espectrómetro HELIOS. La construcción del espectrómetro comenzó con la entrega del solenoide superconductor en el que se basa HELIOS. El solenoide se entregó a Argonne el 8 de diciembre de 2006.
Durante los siguientes 20 meses, el solenoide se transformó en un espectrómetro nuclear y se conectó a la línea de haz ATLAS. El primer haz estable se sintonizó con el área objetivo de HELIOS el martes 12 de agosto de 2008 a las 13:29. Esta primera medición de puesta en servicio estudió la conocida reacción nuclear 28Si ( d , p ) en cinemática inversa para caracterizar el rendimiento del espectrómetro.
La puesta en servicio del haz de iones radiactivos de HELIOS tuvo lugar a principios de marzo de 2009. Esta fue la segunda medición realizada con HELIOS y se considera el primer "experimento" real realizado con HELIOS. [3]