Учёные из ЦЕРНа готовятся к историческому первому шагу: транспортировке антиматерии по дорогам общего пользования. Эксперимент, получивший название STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable antiprotons), предполагает перемещение небольшого количества антипротонов — примерно 100 частиц — на 4-километровом кольце на территории ЦЕРНа с помощью грузовика. Эта демонстрация является важнейшим шагом на пути к созданию будущей службы доставки антиматерии для лабораторий по всей Европе.
Сложность транспортировки антиматерии
Антиматерия, аналог обычной материи с противоположным зарядом, печально известна своей сложностью в обращении. Она мгновенно аннигилирует при контакте с материей, высвобождая энергию. С 1920-х годов учёные знали о её существовании, но производить и хранить её в значимых количествах стало возможным только десятилетия спустя. Ускоритель антиматерии ЦЕРНа в настоящее время является единственным объектом, способным надёжно производить и хранить антипротоны.
Основной проблемой транспортировки является не количество, а помехи. Для точных экспериментов необходимо изолировать антиматерию от внешних магнитных полей. Объект ЦЕРНа зашумлён магнитными колебаниями, что затрудняет точные измерения. Перемещение антиматерии в более тихое место — решение проблемы.
Создание портативной ловушки для антиматерии
Проект STEP разработал самодостаточную систему для преодоления этой проблемы. Ловушка, весящая около 850 килограммов, использует всего 30 литров жидкого гелия для поддержания сверхпроводящих магнитов при температуре, близкой к абсолютному нулю. Важно отметить, что система предназначена для работы от аккумуляторов в тестовом режиме, демонстрируя независимость от инфраструктуры объекта.
Устройство также включает в себя изготовленную на заказ вакуумную систему для обеспечения отсутствия посторонней материи, загрязняющей образец антиматерии во время транспортировки. В 2024 году команда успешно протестировала систему с обычными протонами, и теперь они готовы к реальному испытанию с антипротонами.
Эксперимент и будущие последствия
Примерно 100 антипротонов уже замедлены и надёжно закреплены внутри ловушки. Во вторник утром кран погрузит устройство на специально подготовленный грузовик, который совершит 4-километровый круг, прежде чем вернуться на фабрику антиматерии.
В случае успеха это может открыть двери для доставки антиматерии в лаборатории за пределами ЦЕРНа, такие как новый объект в Университете Генриха Гейне в Дюссельдорфе. Однако полномасштабная эксплуатация, вероятно, займёт годы из-за продолжающихся модернизаций Большого адронного коллайдера (завершение ожидается к концу 2028 года).
«Транспортировка антиматерии не опасна, потому что количество, которое мы перевозим, настолько мало», — заверяет руководитель проекта Кристиан Смора. «Если вы перевозите 1000 антипротонов, и они теряются, вы даже этого не заметите».
Этот эксперимент — больше, чем технический подвиг; он сигнализирует о начале новой эры в исследованиях антиматерии. Возможность перемещать эти неуловимые частицы ускорит изучение того, почему вселенная доминирует материя, потенциально открывая фундаментальные знания о природе реальности.
