В ЦЕРНе показали грузовик для перевозки антиматерии

Антиматерия звучит как нечто из области научной фантастики, но уже стала реальностью: каждый день в антипротонном замедлителе ЦЕРНа ученые производят и улавливают антипротоны. Между тем их удержание по-прежнему остается задачей нетривиальной — ведь при встрече частиц с античастицами происходит аннигиляция.

Теоретически Большой взрыв должен был образовать равное количество вещества и антивещества, которые бы уничтожили друг друга, оставив кипящую, но пустую Вселенную. Тем не менее, как мы видим, материя выжила, а антиматерия почти исчезла. Чтобы понять, почему так вышло, физики ЦЕРНа проводят эксперимент по барион-антибарионной симметрии BASE.

В рамках этого эксперимента создаются антипротоны. Для исследования их нужно переместить в другой зал — с соответствующим измерительным оборудованием.

С этой целью была построена ловушка для свободных элементарных частиц. В основе ее — вакуумная камера со сверхпроводящим магнитом с криогенным охлаждением и резервными источниками питания. Аппарат весом под 1000 килограммов выглядит весьма внушительно — и все равно он компактнее аналогичных устройств. Тем не менее для перевозки установки нужен грузовик, на который ее помещают двумя подъемными кранами.

Ловушку испытали, перевезя в ней облако из 70 протонов через главную площадку ЦЕРНа. Эта задача не так проста, как может показаться: любое крошечное возмущение может затянуть несвязанные протоны обратно в атомное ядро.

Но самое главное — эксперимент по транспортировке свободных частиц прошел успешно.

«Если можно сделать это с протонами — это также сработает и с антипротонами. Единственное отличие в том, что нужна еще более продвинутая вакуумная камера для антипротонов», — объясняет Кристиан Сморра из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне.

Он перечислил сложности, с которыми столкнулись экспериментаторы. Во-первых, вибрации — оборудование должно быть хорошо амортизировано. Во-вторых, время: на поддержание жидким гелием температуры ловушки ниже 8,2 Кельвина требуется уйма энергии — если она закончится раньше, античастицы сразу исчезнут.

В следующем году ученые рассчитывают попробовать переместить антипротоны на расстояние 600 метров в другую лабораторию ЦЕРНа, а в перспективе — отвозить их, а также другие экзотические частицы, например сверхвысокозаряженные ионы, в Университет Генриха Гейне и другие европейские лаборатории, оснащенные высокоточной измерительной аппаратурой.