Учени от ЦЕРН успешно превозиха антиматерия с камион

Учени успешно транспортираха капан, пълен с антипротони, през основния комплекс на ЦЕРН – забележителна първа стъпка към доставката на антиматерия до други европейски лаборатории, съобщиха Европейската организация за ядрени изследвания и АФП.
Днес за първи път в света екип от учени от сътрудничеството BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) в ЦЕРН, Швейцария, успешно превози с камион през основния комплекс на лабораторията капан, пълен с антипротони.
Екипът успя да натрупа облак от 92 антипротона в иновативен преносим криогенен капан, след което да го откачи от експерименталното съоръжение, да го натовари на камион и да продължи експеримента след транспортирането.
Постижението е забележително, като се има предвид, че антиматерията е много трудна за съхранение, тъй като се анихилира при контакт с материята. Тази световна премиера е тест, като крайната цел е транспортирането на антипротони до други европейски лаборатории, като например Университета „Хайнрих Хайне“ в Дюселдорф, където могат да се извършат измервания с много висока точност на свойствата на антипротоните.
Антиматерията е естествено срещащ се клас частици, който е почти идентичен с обикновената материя, с изключение на това, че електрическият заряд и магнитният момент са обърнати. Според законите на физиката Големият взрив би трябвало да е произвел равни количества материя и антиматерия.
Тези еднакви по маса, но с противоположен заряд частици биха се унищожили взаимно, оставяйки празна Вселена. Въпреки това нашата Вселена съдържа предимно материя, а този дисбаланс озадачава учените от десетилетия. Физиците подозират, че има скрити различия, които могат да обяснят защо материята е оцеляла, а антиматерията е почти изчезнала.
За да задълбочи разбирането си за антиматерията, сътрудничеството BASE има за цел да измери с висока точност свойствата на антипротоните, като например техния присъщ магнитен момент, и след това да сравни тези измервания с такива, направени с протони. Учените обаче са изправени пред проблем.
„Машините и оборудването във фабриката за антиматерия на ЦЕРН, където се намира BASE, генерират колебания в магнитното поле, които ограничават доколко можем да повишим прецизността на измерванията си“, обяснява Стефан Улмер, говорител на BASE.
Тези колебания са миниатюрни, 20 000 пъти по-малки от магнитното поле на Земята, и са неоткриваеми извън сградата. „Въпреки това прецизността на измерванията, извършвани в BASE, е такава, че за да се постигне още по-задълбочено разбиране на фундаменталните свойства на антипротоните, ще се наложи експериментът да бъде преместен извън сградата“, допълва Улмер.
„Фабриката за антиматерия“ на ЦЕРН е единственото място в света, където могат да се произвеждат, съхраняват и изследват антипротони. Два последователни деселератора (забавители) – Антипротонният деселератор (AD) и Антипротонният пръстен с изключително ниска енергия (ELENA) – осигуряват нискоенергийни антипротони за редица експерименти – колкото по-ниска е енергията им, толкова по-лесно могат да бъдат съхранявани и изследвани.
Сред тези експерименти BASE държи дългогодишни рекорди за съхранение на антипротони в продължение на повече от една година. Сега учените са измислили този пионерски подход, за да се премине към следващия етап: транспортиране на антипротони до офлайн пространство за по-прецизни експерименти, както и споделянето им с други. За целта те са разработили капана BASE-STEP: апарат, предназначен за съхранение и транспортиране на антипротони.
„Нашата цел с проекта BASE-STEP е да успеем да улавяме антипротони и да ги доставяме до нашите лаборатории за прецизни измервания в специално предназначени за това помещения в ЦЕРН, Университета „Хайнрих Хайне“ и евентуално други лаборатории, които са в състояние да извършват измервания на антипротони с изключително висока прецизност – нещо, което за съжаление не е възможно във „фабриката за антиматерия“, обяснява Кристиан Смора, ръководител на проекта BASE-STEP. „Миналата година потвърдихме осъществимостта на проекта с протони, но това, което постигнахме днес с антипротони, е огромен скок напред към нашата цел“, допълва той.
BASE-STEP е достатъчно малък, за да бъде натоварен на камион и да премине през обикновени лабораторни врати, и може да издържи на ударите и вибрациите по време на транспортирането. Настоящият апарат, който включва свръхпроводящ магнит, криогенно охлаждане с течен хелий, енергийни запаси и вакуумна камера, улавяща античастиците с помощта на магнитни и електрически полета, тежи 1000 килограма. Това го прави много по-компактен от BASE или която и да е друга съществуваща система, използвана за изучаване на антиматерията.
„За да стигнем до първата ни дестинация – нашата специализирана лаборатория за прецизни измервания в Университета „Хайнрих Хайне“, ще ни отнеме поне 8 часа“, обяснява Кристиан Смора. „Това означава, че ще трябва да поддържаме определена температура на свръхпроводящия магнит на капана през цялото това време. Затова, освен течния хелий, ще ни е необходим генератор, който да захранва криоохладителя на камиона. В момента проучваме тази възможност. Въпреки това най-голямото предизвикателство остава при пристигането на местоназначението: да прехвърлим антипротоните към експеримента, без те да изчезнат“, допълва той.
„Транспортирането на антиматерия е пионерски и амбициозен проект и поздравявам сътрудничеството BASE за този впечатляващ успех. Намираме се в началото на едно вълнуващо научно пътешествие, което ще ни позволи да задълбочим още повече разбирането си за антиматерията“, казва директорът по научни изследвания и изчислителни технологии на ЦЕРН Готие Амел дьо Моншено.