I protoni partono per un viaggio, su un camion
Gli scienziati dell’Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN) hanno trasportato per la prima volta con successo dei protoni al di fuori di un laboratorio di antimateria e attraverso il campus di Meyrin per un periodo di 4 ore. Si tratta di un passo fondamentale verso l’obiettivo di trasferire gli antiprotoni in altri laboratori di alta precisione in tutta Europa, un’azione necessaria per consentire misure estremamente precise delle differenze tra materia e antimateria, possibili solo lontano dagli impianti di accelerazione. «Abbiamo bisogno di un livello di precisione di misurazione estremamente elevato per poter identificare eventuali differenze nel momento magnetico o nel rapporto carica/massa. Tuttavia, è praticamente impossibile ottenere questo risultato vicino agli acceleratori del CERN, poiché il disturbo magnetico generato da questi ultimi è semplicemente troppo elevato», spiega il professore della Heinrich Heine Universität Düsseldorf (HHU) Stefan Ulmer in un articolo(si apre in una nuova finestra) pubblicato sul sito web dell’università. Per questo motivo, lui e il suo team vogliono trasportare gli antiprotoni prodotti al CERN a Düsseldorf per misurarli in un nuovo laboratorio estremamente ben schermato.
Ma prima, i protoni
Nel loro studio(si apre in una nuova finestra), sostenuto dal progetto STEP(si apre in una nuova finestra) finanziato dall’UE, i ricercatori descrivono come hanno trasportato con successo una nube di circa 100 protoni intrappolati fuori dalla Fabbrica di Antimateria (AMF) del CERN utilizzando un sistema di trappole di Penning trasportabile, superconduttore, autonomo e aperto, chiamato BASE-STEP. Il sistema consente di iniettare ed espellere antiprotoni dalla trappola e quindi di distribuirli ad altri esperimenti. Per la prima volta, e concentrandosi sui protoni anziché sugli antiprotoni, il team ha trasferito i protoni intrappolati dalla loro area sperimentale nella AMF su un camion, per poi trasportarli attraverso il campus di Meyrin del CERN. L’autore principale dello studio, Marcel Leonhardt, sempre della HHU, che coordina il progetto STEP, spiega nella notizia: «Siamo stati in grado di dimostrare il trasferimento senza perdite di protoni, di sostenere il funzionamento autonomo senza alimentazione esterna per quattro ore e di continuare a far funzionare la trappola senza perdite in seguito. Un passo importante che dimostra che le particelle possono essere trasferite su distanze più lunghe nel normale traffico stradale». L’obiettivo finale è quello di raggiungere i laboratori di tutta Europa. Secondo Christian Smorra, coautore dello studio insieme a Ulmer, l’autonomia di trasporto del sistema può essere aumentata utilizzando generatori di energia mobili che potrebbero consentire percorsi e tempi di trasporto più lunghi. Tuttavia, la prossima cosa da fare - ora che la funzionalità del sistema di trasporto è stata dimostrata con i protoni - è tentare di trasferire gli antiprotoni. «Se riusciremo anche in questo, allora ciò segnerà la potenziale nascita di una nuova era nella ricerca di precisione sull’antimateria. Potremmo quindi eseguire la spettroscopia degli antiprotoni nei laboratori più adatti, quindi anche alla HHU in futuro». La tecnologia sviluppata con il supporto di STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable Antiprotons) ha anche il potenziale per supportare il trasporto di altre particelle, ioni e molecole per lo studio al di fuori degli impianti di accelerazione. Ulmer conclude: «Dovrebbe essere possibile trasportare altre particelle e molecole esotiche come ioni ad alta carica, ad esempio dalla GSI(si apre in una nuova finestra) di Darmstadt, o ioni di antimateria carichi e ioni molecolari e studiarli indipendentemente dagli acceleratori». Per maggiori informazioni, consultare: pagina web del progetto STEP(si apre in una nuova finestra)
