Учёные ЦЕРНа готовятся позднее в этом году приступить к транспортировке антиматерии на грузовике после того, как первые прорывные испытания показали, что это возможно и безопасно.
Звёзды, планеты, люди и даже корги — всё состоит из вещества. Но во Вселенной существует и его противоположность, известная как антивещество (или антиматерия). Вещество и антивещество обладают противоположными электрическими зарядами, но остальные их свойства идентичны. Или нет?
Должна же быть причина, по которой Вселенная почти полностью состоит из вещества; ответ может крыться в небольшом различии конкретных свойств. Испытания уже ведутся, но иногда невозможно провести измерения там, где антивещество производится «массово» — поэтому исследователям пришлось разработать стратегию его перемещения.
В рамках невероятного прорыва исследователи из коллаборации BASE, работающие в Институте экспериментальной физики в Дюссельдорфе и в ЦЕРНе, продемонстрировали, что частицы можно удерживать во взвешенном состоянии не менее четырёх часов на автономном питании при перемещении в фургоне. Эксперимент проводился с протонами — частицами, находящимися в центре всех атомов, — в качестве проверки перед реальной транспортировкой антивещества, запланированной на конец этого года.
«Это действительно новая технология. Это нечто новаторское, и оно обладает очень сильным мультипликативным эффектом. Потому что, если нам удастся сделать это сейчас в рамках нашей коллаборации BASE, мы, конечно, сможем многократно повторить эти эксперименты и транспортировать антипротоны во множество различных лабораторий», — заявил профессор Стефан Ульмер, представитель коллаборации BASE.
Антивещество аннигилирует при контакте с обычным веществом. Это означает, что оно превращается в чистую энергию, причём в реакцию вступают не только стенки контейнера, но и молекулы воздуха. Поэтому его безопасная транспортировка — задача не из лёгких. Учёные использовали транспортабельную, сверхпроводящую, автономную, работающую от аккумуляторов и «открытую» систему ловушки Пеннинга, созданную доктором Кристианом Сморрой. Она называется BASE-STEP.
Ловушка Пеннинга — это устройство, способное удерживать электрически заряженные частицы благодаря электрическим и магнитным полям. То, что она «открытая», означает, что её можно легко подключать к экспериментальным установкам в других местах для безопасной доставки антивещества.
Основная цель этой работы — повысить точность измерений в 100 раз. В настоящее время одним из главных препятствий на пути к такой точности является сам ускоритель, производящий частицы антивещества на Фабрике антиматерии ЦЕРНа. Детектор невероятно чувствителен и улавливает помехи от магнитов ускорителя, расположенных на несколько метров ниже и за бетонными блоками.
«Недавно я провёл приблизительный расчёт, сколько времени нам понадобилось бы для проведения более точных измерений, пока ускоритель работает в экспериментальном зале. И пришёл к оценке примерно в семь лет на одно измерение», — рассказал профессор Ульмер изданию IFLScience.
Вместо того чтобы десятилетиями ждать более точных измерений, команда решила, что они могут собирать антивещество и перемещать его к столь же чувствительной экспериментальной установке (в настоящее время находящейся в разработке), но без ускорителя, усложняющего измерения. Сложность заключалась в самой транспортировке антивещества. Благодаря ловушке Пеннинга, созданной Сморрой, теперь это представляется возможным.
«Мы пытаемся осуществить это в текущем году. Сейчас ловушка находится в Дюссельдорфе на техническом обслуживании и модернизации. Она стоит в лаборатории рядом с моим кабинетом. Мы надеемся перевезти обновлённую систему ловушек к концу июля», — сообщил профессор Ульмер IFLScience. «И тогда у нас, в принципе, будет время, чтобы, так сказать, поймать антипротоны и продемонстрировать транспортировку до конца года. Так что в промежутке, скажем, между концом августа и началом декабря, мы постараемся это сделать».
Естественно, когда люди слышат слово «антивещество», они представляют себе некий разрушительный материал, способный стереть город с лица земли. Конечно, полграмма антивещества могли бы уничтожить город, но при нынешних технологиях на производство такого количества ушло бы 500 миллионов лет. При транспортировке будет перемещено не более 100 антипротонов.
«Самое опасное во всей этой транспортировке — это вероятность того, что грузовик попадёт в аварию, потому что бензин в его баке в миллион раз опаснее, чем антивещество», — сказал профессор Ульмер IFLScience.
Возможность перемещать антивещество открывает новые горизонты в изучении реальности. Возможно, мы наконец узнаем, почему Вселенная состоит из вещества, а не из антивещества.
Исследование под руководством Марселя Леонхардта опубликовано в журнале Nature.
Читайте также: Если антиматерия так недолговечна, то почему ученые пытаются ее создавать?
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.
