Ученые совершили крупный прорыв в области транспортировки антиматерии, успешно завершив пробный запуск с использованием других субатомных частиц.
Это первый случай подобной транспортировки свободных частиц, открывающий путь к доставке антиматерии из ЦЕРНа в лаборатории, где ее можно будет изучать с беспрецедентной точностью.
Антиматерию крайне сложно транспортировать, ведь она аннигилирует практически любой контейнер, в который ее помещают. Но ученые ЦЕРНа разработали специальную ловушку BASE-STEP, способную удерживать и перевозить эту загадочную субстанцию.
В конце октября команда продемонстрировала работоспособность BASE-STEP. Они загрузили в ловушку облако из 70 несвязанных протонов, поместили ее на грузовик и покатались по территории ЦЕРНа. К счастью, хрупкий груз пережил короткую поездку.
«Если это работает с протонами, то сработает и с антипротонами», — говорит физик ЦЕРНа Кристиан Смора, руководитель проекта BASE-STEP. — «Единственное отличие в том, что для антипротонов нужна гораздо более качественная вакуумная камера».
Антиматерия — своего рода «злой близнец» обычной материи. Основное различие заключается в противоположных зарядах частиц и античастиц. Звучит просто, но последствия огромны. При столкновении частиц антиматерии с частицами обычной материи, даже с воздухом, происходит аннигиляция с выделением большого количества энергии.
Поэтому антиматерия обычно существует очень короткое время, ее сложно получить и еще сложнее изучать. Замедлитель антипротонов (AD) в ЦЕРНе — одно из немногих мест на Земле, где можно стабильно получать антиматерию, которая затем поступает в ряд близлежащих экспериментальных установок для изучения.
Для длительного хранения антиматерию необходимо удерживать в электромагнитном поле, чтобы она не касалась стенок контейнера. Эксперимент BASE успешно справляется с этой задачей, сохраняя частицы антиматерии более года. Однако возможности экспериментов на месте ограничены.
«Оборудование ускорителя в зале AD создает флуктуации магнитного поля, которые ограничивают точность наших измерений», — объясняет физик из ЦЕРНа Стефан Ульмер. — «Для более глубокого понимания фундаментальных свойств антипротонов нам нужно «переехать».
Именно поэтому ЦЕРН создал BASE-STEP — уменьшенную, портативную версию ловушки длиной 1,9 метра (в пять раз меньше, чем BASE). Она разработана для защиты античастиц от толчков и тряски во время транспортировки, и в ней умещается множество сложного оборудования.
BASE-STEP включает в себя вакуумную камеру для хранения античастиц, сверхпроводящий магнит для создания электромагнитного поля, криогенную систему с жидким гелием для охлаждения магнита и аккумуляторы для питания всей системы.
Для первого испытания ученые использовали не антиматерию, а 70 свободных протонов, которые также чувствительны к сотрясениям. Эти несвязанные частицы стремятся образовывать новые связи, поэтому при сильной тряске они могут быть «захвачены» атомными ядрами. И при неудачной попытке их потеря не так критична, как потеря трудно добываемой антиматерии.
Пробный запуск прошел успешно: протоны благополучно пересекли территорию ЦЕРНа на грузовике. После небольшой доработки команда планирует перевезти первую партию антиматерии в следующем году. Аналогичный эксперимент PUMA запланирован на 2025 год.
«В конечном итоге мы хотим иметь возможность доставлять антиматерию в наши специализированные лаборатории в Дюссельдорфском университете имени Генриха Гейне, что позволит нам изучать ее с как минимум в сто раз большей точностью», — говорит Смора. — «В долгосрочной перспективе мы хотим доставлять ее в любую лабораторию в Европе. Для этого нам потребуется генератор на грузовике. Сейчас мы изучаем эту возможность».
Читайте также: Новый рекорд: обнаружено самое тяжёлое ядро антиматерии
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.