Niezwykły, przełomowy eksperyment w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN pod Genewą. Naukowcy przewieźli ciężarówką blisko sto antyprotonów. Po raz pierwszy w historii udało się bezpiecznie przetransportować pułapkę wypełnioną chmurą antymaterii, co otwiera drogę do dostarczania antymaterii do innych europejskich ośrodków naukowych. Badania antycząstek mogą pomóc w zrozumieniu, jak to się stało, że choć w Wielkim Wybuchu materii i antymaterii musiało się pojawić tyle samo, dziś obserwujemy tylko tę pierwszą. Niestety, w CERN tych badań prowadzić się nie da.
- Więcej aktualnych informacji z Polski i ze świata znajdziesz na stronie głównej RMF24.pl.
W ramach eksperymentu BASE naukowcy zgromadzili chmurę 92 antyprotonów w nowatorskiej, przenośnej kriogenicznej pułapce Penninga. Następnie odłączyli urządzenie od instalacji eksperymentalnej, załadowali je na ciężarówkę i kontynuowali prowadzenie eksperymentu po zakończeniu transportu. To niezwykłe osiągnięcie, biorąc pod uwagę, że antymateria jest wyjątkowo trudna do przechowywania, w kontakcie ze zwykłą materią natychmiast ulega anihilacji.
Ten pionierski test stanowi pierwszy krok do realizacji ambitnego celu: przewożenia antyprotonów do innych europejskich laboratoriów, takich jak Uniwersytet Heinricha Heinego w Düsseldorfie. Tam możliwe będzie przeprowadzanie niezwykle precyzyjnych pomiarów właściwości antyprotonów, co może przyczynić się do rozwiązania jednej z największych zagadek współczesnej fizyki.
Antymateria to klasa cząstek niemal identycznych jak zwykła materia, lecz o przeciwnym ładunku elektrycznym i momencie magnetycznym. Zgodnie z obowiązującymi prawami fizyki, Wielki Wybuch powinien był wytworzyć równe ilości materii i antymaterii, które natychmiast by się unicestwiły, pozostawiając pusty Wszechświat. Tymczasem obserwowany Kosmos składa się niemal wyłącznie z materii, a przyczyna tej asymetrii od dekad pozostaje dla naukowców tajemnicą. Fizycy podejrzewają, że istnieją subtelne różnice między materią a antymaterią, które mogą tłumaczyć, dlaczego materia przetrwała, a antymateria niemal całkowicie zniknęła. Precyzyjne badania właściwości antyprotonów i ich porównanie z protonami mogą rzucić nowe światło na tę fundamentalną kwestię.
Zespół eksperymentu BASE od lat zajmuje się pomiarami właściwości antyprotonów, takich jak ich moment magnetyczny. Jednak dalsze zwiększanie precyzji tych pomiarów napotykało na poważną przeszkodę. W laboratorium CERN, zwanym "fabryką antymaterii", występują niewielkie wahania pola magnetycznego, które ograniczają dokładność eksperymentów. Choć te fluktuacje są niezwykle małe, rzędu jednej miliardowej tesli, czyli 20 tysięcy razy mniej niż pole magnetyczne Ziemi, dla tak czułych pomiarów mają kluczowe znaczenie.
Aby przełamać te ograniczenia, naukowcy opracowali innowacyjną pułapkę BASE-STEP, umożliwiającą przechowywanie i transport antyprotonów poza główny budynek CERN. To urządzenie, ważące około 1000 kilogramów, wyposażone jest w nadprzewodzący magnes, kriogeniczne chłodzenie ciekłym helem, zapasowe źródła zasilania oraz komorę próżniową, w której antyprotony są utrzymywane za pomocą pól magnetycznych i elektrycznych.
Pułapka BASE-STEP została zaprojektowana tak, aby zmieścić się w standardowej ciężarówce i przejechać przez zwykłe drzwi laboratoryjne. Urządzenie jest odporne na wstrząsy i drgania, które mogą wystąpić podczas transportu.
Przewiezienie pułapki z CERN do laboratorium w Düsseldorfie zajęłoby co najmniej osiem godzin. W tym czasie konieczne jest utrzymanie temperatury magnesu poniżej 8,2 kelwina, co wymaga nie tylko ciekłego helu, ale także zasilania kriogenicznego chłodziarki podczas jazdy. Naukowcy analizują obecnie możliwość zastosowania generatora prądu na czas transportu. Największym wyzwaniem pozostaje jednak bezpieczne przekazanie antyprotonów do docelowego eksperymentu po dotarciu na miejsce, tak aby nie doszło do ich anihilacji.
Przełomowy sukces zespołu BASE otwiera nowy rozdział w badaniach nad antymaterią. Możliwość transportowania antyprotonów do różnych laboratoriów pozwoli na prowadzenie eksperymentów w warunkach wolnych od zakłóceń, co znacząco zwiększy precyzję pomiarów. To z kolei może przyczynić się do odkrycia nieznanych dotąd różnic między materią a antymaterią i zbliżyć naukowców do rozwiązania jednej z największych zagadek Wszechświata.
Eksperyment BASE już wcześniej ustanowił rekordy w przechowywaniu antyprotonów przez ponad rok, a teraz, dzięki innowacyjnej technologii transportu, daje nadzieję na kolejne przełomowe odkrycia.
