Protony wyruszają na przejażdżkę ciężarówką
Naukowcy z Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) po raz pierwszy z powodzeniem przetransportowali protony poza laboratorium antymaterii i przez kampus Meyrin w czasie 4 godzin. To kluczowy krok w kierunku przenoszenia antyprotonów do innych wysoce precyzyjnych laboratoriów w całej Europie, co jest niezbędnym działaniem umożliwiającym niezwykle precyzyjne pomiary różnic między materią a antymaterią, możliwe do przeprowadzenia tylko z dala od akceleratorów. „Potrzebujemy niezwykle wysokich poziomów dokładności pomiarów, aby móc zidentyfikować ewentualne różnice w momencie magnetycznym lub stosunku ładunku do masy. Jest to jednak praktycznie niemożliwe do osiągnięcia w pobliżu akceleratorów CERN, ponieważ zakłócenia magnetyczne generowane przez nie są po prostu zbyt duże” — wyjaśnia profesor Uniwersytetu Heinricha Heinego w Düsseldorfie (HHU), Stefan Ulmer w aktualnościach(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opublikowanych na stronie internetowej uczelni. Właśnie dlatego on i jego zespół chcą przetransportować antyprotony wyprodukowane w CERN do Düsseldorfu, aby tam przeprowadzać pomiary w nowym, wyjątkowo dobrze ekranowanym laboratorium.
Zacznijmy jednak od protonów
W swoim artykule na temat badania(odnośnik otworzy się w nowym oknie), wspieranego przez finansowany ze środków UE projekt STEP(odnośnik otworzy się w nowym oknie), naukowcy opisują, w jaki sposób z powodzeniem przetransportowali chmurę około 100 uwięzionych protonów z Fabryki Antymaterii CERN (AMF) za pomocą przenośnego, nadprzewodzącego, autonomicznego i otwartego systemu pułapek Penninga o nazwie BASE-STEP. System umożliwia wstrzykiwanie antyprotonów do pułapki i wypuszczanie ich, a tym samym ich dystrybuowanie do innych eksperymentów. Zespół badaczy po raz pierwszy w historii, skupiając się na protonach zamiast antyprotonach, przeniósł złapane protony ze swojego obszaru eksperymentalnego na ciężarówkę AMF, a następnie przewiózł je na kampus CERN w Meyrin. Jak wyjaśnia w artykule główny autor badania, Marcel Leonhardt, również z koordynującej projekt STEP uczelni HHU: „Udało nam się zademonstrować bezstratną relokację protonów, utrzymać autonomiczną pracę bez zewnętrznego zasilania przez cztery godziny i kontynuować bezstratną pracę pułapki po tym czasie. To ważny krok, który pokazuje, że cząsteczki mogą być przenoszone na większe odległości w normalnym ruchu drogowym”. Ostatecznym celem jest przewiezienie ich do laboratoriów w całej Europie. Według Christiana Smorry, który wraz z Ulmerem jest współautorem badania, zasięg transportu tego systemu można zwiększyć za pomocą mobilnych generatorów prądu, co umożliwiłoby dalsze trasy i dłuższe czasy transportu. Teraz, gdy sprawdzono działanie systemu transportowego z protonami, kolejnym etapem planu jest próba transferu antyprotonów. „Jeśli nam się to uda, będzie to oznaczać potencjalny początek nowej ery w precyzyjnych badaniach nad antymaterią. Moglibyśmy wtedy wykonywać spektroskopię antyprotonową w najlepiej nadających się do tego laboratoriach — a więc w przyszłości również w HHU”. Technologia opracowana w ramach projektu STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable Antiprotons) może również potencjalnie pomóc w transporcie innych cząstek, jonów i cząsteczek do badań z dala od akceleratorów. Jak podsumowuje Ulmer: „Powinno być możliwe transportowanie innych egzotycznych cząstek i molekuł, takich jak jony o wysokim ładunku, na przykład z GSI(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Darmstadt, lub naładowane jony antymaterii i jony molekularne, oraz badanie ich niezależnie od akceleratorów”. Więcej informacji: strona internetowa projektu STEP(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
