Учёные CERN осуществили беспрецедентный эксперимент, перевезя антипротоны на грузовике. «Это успех», — заявил физик CERN Штефан Ульмер после завершения 10-километровой поездки по кампусу главной физической лаборатории Европы. Хотя расстояние кажется небольшим, Ульмер, представитель эксперимента BASE, изучающего асимметрию между материей и антиматерией, назвал это событие «началом новой эры».
Материя и антиматерия почти идентичны, за исключением противоположных зарядов и магнитных свойств. Учёные до сих пор не понимают, почему во Вселенной гораздо больше материи, хотя Большой взрыв должен был создать их в равных количествах. При контакте с материей антиматерия аннигилирует. Перемещение антиматерии — сложнейшая задача, которая теперь, похоже, решена.
«Это фантастика! Это открывает множество возможностей» — отметил Франсуа Бютен, технический координатор «фабрики антиматерии CERN» — единственного места в мире, где можно производить, хранить и изучать антипротоны.
Фото: CERN
Для преодоления ограничений, связанных с колебаниями ускорителя частиц, учёные разработали способ захвата антипротонов в специальной ионной ловушке. Это позволяет транспортировать их в более стабильные условия для точных исследований. «Мы хотим понять фундаментальные симметрии природы. Если проводить эксперименты вне ускорителя, точность возрастёт в 100–1000 раз», — пояснил Ульмер.
Для первой попытки транспортировки антиматерии учёные захватили 92 антипротона и поместили их в переносную криогенную ловушку Пеннинга. Частицы охладили до 8,2 Кельвина (–268 °C), чтобы замедлить их, а вакуумная система предотвратила аннигиляцию при столкновении с остаточными газами.
Кульминацией эксперимента стало перемещение 850-килограммовой ловушки с помощью крана, а затем её погрузка на грузовик. «Самый критический этап — на дороге, где возникают дополнительные вибрации», — отметил Маркус Янковски, ответственный за безопасность в экспериментальном отделе CERN. Грузовик с надписью "Antimatter in Motion" медленно двигался по кампусу, сопровождаемый машинами с «мигалками». Ульмер следил за состоянием антиматерии через монитор на телефоне. Изменения формы сигнала во время движения объяснили сдвигом резонансной частоты детектора, а не аннигиляцией частиц. «Всё прошло гладко… Это огромный успех», — заявил он.
В будущем CERN планирует отправлять антипротоны в лаборатории по всей Европе, начиная с прецизионной лаборатории в Дюссельдорфе (Германия). «Нам нужно будет поддерживать температуру магнита ниже 8,2 Кельвина в течение восьми часов», — отметил Кристиан Сморра, руководитель эксперимента BASE-STEP. Главной задачей остаётся передача антипротонов в эксперимент без их потери.
