Физики, возможно, придумали, как безопасно транспортировать антивещество
Физики совершили крупный прорыв в транспортировке антиматерии, успешно завершив пробный эксперимент с использованием других субатомных частиц.
Это первый случай, когда свободные частицы транспортируются подобным образом, и это открывает путь для метод доставки антивещества из ЦЕРН в учреждения, которые смогут изучить его с большей точностью, чем когда-либо прежде.
Антивещество он плохо передвигается – в конце концов, он имеет тенденцию просто уничтожать любой контейнер, в который вы его поместите. Но ученые из ЦЕРН разработали специальную ловушку под названием BASE-STEP, которая может удерживать и транспортировать этот странный материал.
В конце октября команда продемонстрировала, что BASE-STEP работает по плану, загрузив в ловушку облако из 70 несвязанных протонов. , загружая его в грузовик и проезжая по главной площадке ЦЕРН. К счастью, хрупкий груз пережил короткое путешествие.
«Если вы сможете сделать это с протонами, то также работают с антипротонами», — говорит физик ЦЕРН Кристиан Сморра, руководитель BASE-STEP. «Единственная разница в том, что для антипротонов нужна гораздо лучшая вакуумная камера».
Антиматерия — это своего рода «злой двойник» обычной материи. Основное отличие состоит в том, что частица и ее античастица имеют противоположный заряд. Звучит просто, но последствия огромны. Если частицы антиматерии соприкасаются с частицами обычной материи, даже с воздухом, они аннигилируют друг друга в выбросе энергии.
В результате существование антиматерии обычно мимолетно, а это означает, что ее трудно создавать и еще труднее изучать. Антипротонный замедлитель (AD) ЦЕРН — одно из немногих мест на Земле, где можно постоянно создавать антивещество, а затем оно используется в серии близлежащих экспериментов, которые исследуют его по-разному.
Чтобы хранить материал достаточно долго для его изучения, антивещество необходимо подвешивать в электромагнитном поле, чтобы оно не касалось сторон. Эксперимент BASE делает именно это, и он может хранить частицы антиматерии более года. Однако на месте экспериментов можно провести не так много.
«Ускорительное оборудование в Зал AD генерирует флуктуации магнитного поля, которые ограничивают возможности наших точных измерений», — говорит физик элементарных частиц ЦЕРН Стефан Ульмер.
Вот почему ЦЕРН создал BASE-STEP, уменьшенную портативную версию длиной 1,9 метра (6,2 фута), что составляет всего одну пятую размера BASE. Он предназначен для защиты античастиц от ударов и тряски, которые можно ожидать во время поездки, и для этого в это небольшое пространство втиснуто много оборудования.
BASE-STEP включает в себя вакуумную камеру для удержания античастиц, сверхпроводящий магнит для создания электромагнитных полей, необходимых для их удержания, криогенную систему, использующую жидкий гелий для охлаждения этого магнита, и батареи для работы всего этого устройства.
Для этого первого тестового запуска ученые не использовали антивещество частиц, но 70 свободных протонов, которые также чувствительны к удару. Этим несвязанным частицам просто не терпится образовать новые связи, поэтому, если они слишком сильно толкаются, их втягивает обратно в атомные ядра. Их гораздо менее ценно потерять, если они не доберутся до цели.
Запуск прошел успешно, протоны путешествуют на грузовике по территории. После небольших доработок команда планирует транспортировать свою первую партию антиматерии в следующем году. Отдельный эксперимент под названием PUMA также нацелен на то же самое в 2025 году.
«В конечном итоге мы хотим сможем транспортировать антивещество в наши специализированные прецизионные лаборатории в Университете имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе, что позволит нам изучать антивещество как минимум с 100-кратной точностью», — говорит Сморра.
«В долгосрочной перспективе , мы хотим перевезти его в любую лабораторию в Европе. Это означает, что нам нужен электрогенератор на грузовике. В настоящее время мы изучаем эту возможность».
