Antyprotony ruszyły w drogę: pierwszy lądowy transport i miesiąc w pułapce

Historyczny test przeprowadzono w ramach prac zespołu BASE działającego przy CERN, w tzw. Antimatter Factory. Badacze zbudowali i wykorzystali urządzenie nazwane BASE-STEP, które pozwala na bezpieczne "uwięzienie" antyprotonów podczas transportu. W próbie udało się przemieścić 92 antyprotony na dystansie 7,5 km i zachować je w nienaruszonym stanie przez ponad miesiąc.

Osiągnięcie ma znaczenie wykraczające poza samą logistykę. Dotychczas porównawcze pomiary protonów i antyprotonów – ważne dla wyjaśniania asymetrii materii i antymaterii we wszechświecie – prowadzono wyłącznie w warunkach zapewnianych przez Antimatter Factory CERN. Dr Christian Smorra, główny badacz projektu BASE-STEP, zwracał uwagę, że precyzję ograniczały m.in. wahania pola magnetycznego pojawiające się w trakcie pracy instalacji.

Kluczowym elementem eksperymentu jest mobilna pułapka typu Penninga, która potrafi utrzymać ultrawysoką próżnię. To właśnie ona ma otworzyć drogę do prowadzenia bardzo precyzyjnych badań poza terenem CERN. Profesor Stefan Ulmer, założyciel i rzecznik BASE, podkreślał, że wcześniejsze wyznaczenia momentu magnetycznego osiągnęły już bardzo wysoką dokładność: 0,3 części na miliard dla protonów oraz 1,6 części na miliard dla antyprotonów.

Zdaniem naukowców przeniesienie eksperymentów do specjalnie przygotowanych laboratoriów może oznaczać nawet stukrotne zwiększenie precyzji pomiarów. Powód jest praktyczny: poza Antimatter Factory łatwiej zapewnić stabilniejsze, bardziej kontrolowane warunki prowadzenia doświadczeń. Takie laboratorium wysokiej precyzji powstaje już na uniwersytecie Heinricha Heinego w Düsseldorfie, gdzie zespół prof. Ulmera planuje kolejne porównania.

W ostatnich miesiącach wykonano udaną próbę transportową, która potwierdziła, że koncepcja działa, a antyprotony nie tracą swoich właściwości w trakcie przewozu. Dr Smorra zapowiedział, że następnym etapem będzie opracowanie pułapki na tyle niezależnej, by umożliwiła dziesięciogodzinną podróż z Genewy do Düsseldorfu.

Rezultaty zespołu BASE są istotne dla jednego z kluczowych pytań współczesnej nauki: skąd bierze się różnica między materią a antymaterią. Kolejne eksperymenty mają pomóc zarówno w rozwijaniu teorii, jak i w przybliżeniu odpowiedzi na to, dlaczego wszechświat nie jest zbudowany symetrycznie z obu tych składników.