Los protones giran. Es una propiedad intrínseca que puede afectar los experimentos en aceleradores que utilizan haces de protones. Sin embargo, invertir los espines de protones podría ofrecer información sobre los experimentos de física nuclear que estudian los primeros momentos del universo en un entorno de laboratorio. Un nuevo conjunto de imán de "aleta giratoria" invierte de manera eficiente la dirección de giro de los protones que circulan en el Colisionador de Iones Pesados ​​Relativista (RHIC). Estos giros cambian el giro de la partícula con una eficiencia del 97 por ciento sin cambiar otras características del haz. Este cambio es esencial para eliminar errores sistemáticos que podrían ser causados ​​por protones que tienen una dirección de giro a lo largo de un experimento.

Al chocar partículas con sus espines alineados en una dirección determinada, los científicos pueden desentrañar los detalles de cómo los bloques de construcción de los protones (quarks y gluones) contribuyen al espín, una propiedad que hace posible la resonancia magnética (MRI). Tales experimentos de física nuclear, que dependen de colisiones de protones, Es necesario medir con precisión los efectos causados ​​por el giro de las partículas. Para descartar errores que pueda causar una alineación determinada, los científicos deben cambiar regularmente la dirección de giro durante los experimentos. Los nuevos imanes giratorios giratorios hacen esto de manera eficiente. También permitirán obtener de forma rutinaria los parámetros del haz que son esenciales para un funcionamiento más estable y optimizado del colisionador de protones.

El giro de los haces de protones de alta energía está fuertemente acoplado a la dirección de su órbita:una desviación de la órbita de un grado también rotará el giro de un protón de 255 mil millones de electrones-voltios (GeV) en 490 grados, o más de una rotación completa. Para mantener los rayos polarizados a estas energías se requiere el uso de dos sistemas de imanes especializados conocidos como serpientes siberianas y un control extremadamente preciso de la órbita del rayo. La nueva aleta giratoria está compuesta por cuatro imanes de corriente continua y cinco imanes de corriente alterna que están cuidadosamente dispuestos para localizar completamente las desviaciones de la órbita dentro de la aleta giratoria sin interferir con el control del rayo en el resto de RHIC. Esto hace posible voltear el giro sin causar también despolarización. Además, Las nuevas funciones ópticas en RHIC reducen la extensión de la frecuencia de precesión de espín de manera muy sustancial. Juntos, Estos dispositivos han logrado una eficiencia de giro del 97 por ciento a energías de protones de 24 y 255 GeV. Estos resultados demuestran que la aleta giratoria de nueve imanes funcionará para experimentos de protones polarizados en RHIC. El mismo enfoque podría aplicarse en un posible colisionador de iones de electrones polarizados en el futuro.