Вчені з ЦЕРНу готуються до історичного першого кроку: транспортування антиматерії дорогами загального користування. Експеримент, який отримав назву STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable antiprotons), передбачає переміщення невеликої кількості антипротонів – приблизно 100 частинок – на 4-кілометровому кільці на території ЦЕРНу за допомогою вантажівки. Ця демонстрація є найважливішим кроком на шляху створення майбутньої служби доставки антиматерії для лабораторій по всій Європі.
Складність транспортування антиматерії
Антиматерія, аналог звичайної матерії із протилежним зарядом, сумно відома своєю складністю у зверненні. Вона миттєво анігілює при контакті з матерією, вивільняючи енергію. З 1920-х років вчені знали про її існування, але виробляти і зберігати її в значних кількостях стало можливим лише через десятиліття. Прискорювач антиматерії ЦЕРНу є єдиним об’єктом, здатним надійно виробляти і зберігати антипротони.
Основною проблемою транспортування є не кількість, а перешкоди. Для точних експериментів необхідно ізолювати антиматерію зовнішніх магнітних полів. Об’єкт ЦЕРНу зашумлений магнітними коливаннями, що ускладнює точні виміри. Переміщення антиматерії на тихіше місце — вирішення проблеми.
Створення портативної пастки для антиматерії
Проект STEP розробив самодостатню систему для подолання цієї проблеми. Пастка, що важить близько 850 кілограмів, використовує всього 30 літрів рідкого гелію для підтримки надпровідних магнітів за нормальної температури, близької до абсолютного нуля. Важливо відзначити, що система призначена для роботи від акумуляторів у тестовому режимі, демонструючи незалежність від інфраструктури об’єкта.
Пристрій також включає виготовлену на замовлення вакуумну систему для забезпечення відсутності сторонньої матерії, що забруднює зразок антиматерії під час транспортування. У 2024 році команда успішно протестувала систему зі звичайними протонами і тепер вони готові до реального випробування з антипротонами.
Експеримент та майбутні наслідки
Приблизно 100 антипротонів вже уповільнені та надійно закріплені усередині пастки. У вівторок вранці кран завантажить пристрій на спеціально підготовлену вантажівку, яка зробить 4-кілометрове коло, перш ніж повернутися на фабрику антиматерії.
У разі успіху це може відкрити двері для доставки антиматерії в лабораторії за межами ЦЕРНу, як-от новий об’єкт в Університеті Генріха Гейне в Дюссельдорфі. Однак повномасштабна експлуатація, ймовірно, займе роки через модернізацію Великого адронного колайдера, що триває (завершення очікується до кінця 2028 року).
«Транспортування антиматерії не є небезпечним, тому що кількість, яку ми перевозимо, настільки мала», — запевняє керівник проекту Крістіан Смора. “Якщо ви перевозите 1000 антипротонів, і вони губляться, ви навіть цього не помітите”.
Цей експеримент більше, ніж технічний подвиг; він сигналізує про початок нової доби в дослідженнях антиматерії. Можливість переміщати ці невловимі частинки прискорить вивчення того, чому всесвіт домінує матерія, потенційно відкриваючи фундаментальні знання про природу реальності.
