У чому небезпека експерименту?
Антиречовина вважається однією з найбільших загадок сучасної науки. Згідно з прийнятою сьогодні теорією, у Всесвіті після Великого вибуху мала б утворитися однакова кількість матерії та антиматерії, які за логікою повинні були миттєво анігілювати одна одну, залишивши по собі лише енергію. Проте ми живемо у світі, де переважає звичайна матерія, а фізики десятиліттями шукають антиматерію та відповідь на складне питання її зникнення, пише Phys.org.
Дивіться також У Великому адронному колайдері виявили нову елементарну частинку
Для цього вони вивчають антипротони – частинки, що ідентичні протонам, але мають протилежний заряд. Проблема полягає в тому, що будь-який контакт антиречовини зі звичайною матерією призводить до їхньої миттєвої взаємної ліквідації, що породжує значне вивільнення енергії у вигляді вибуху.
Єдиним місцем на планеті, де вчені можуть створювати та зберігати антипротони, є так звана "Фабрика антиматерії" в ЦЕРН, розташована неподалік від Женеви. Проте умови всередині наукового комплексу не ідеальні для надточних вимірювань. Робота величезного прискорювача (Великого адронного колайдера, що розташований у тунелі довжиною 27 кілометрів), а також іншого обладнання створює значні магнітні коливання.
Ці перешкоди не дозволяють дослідникам вивчити фундаментальні властивості антипротонів з необхідною точністю. Саме тому виникла ідея проєкту BASE-STEP – створення мобільної установки для транспортування антиречовини до інших лабораторій, де умови для досліджень значно кращі.
Що придумали науковці?
Для реалізації цього задуму було розроблено спеціальну "пастку" вагою 1 000 кілограмів. Цей пристрій настільки компактний, що може проходити крізь стандартні двері лабораторій та легко поміщається у кузов вантажівки.
Усередині установки підтримується глибокий вакуум, а антипротони утримуються в підвішеному стані за допомогою надпровідних магнітів, які охолоджуються рідким гелієм до температури -269 градусів Цельсія. Така система запобігає будь-якому контакту частинок зі стінками камери, що виготовлені зі звичайної матерії.
Установка BASE-STEP зображена ліворуч / Фото CERN
Перші випробування технології вже відбулися безпосередньо на території ЦЕРН. Спершу вчені перевезли "хмару" з 70 звичайних протонів, щоб перевірити, як система реагує на вібрації та прискорення під час руху вантажівки.
Крістіан Сморра, керівник проєкту BASE-STEP, раніше зазначив, що якщо технологія працює з протонами, вона спрацює і з антипротонами, хоча для останніх знадобиться набагато якісніша вакуумна камера. Тож було прийнято рішення продовжувати.
Під час наступного етапу було протестовано перевезення близько 100 антипротонів. Фахівці наголошують, що така кількість антиматерії настільки мала, що навіть у разі порушення роботи магнітів вивільнена енергія буде непомітною для людини. Її зможуть зафіксувати лише надчутливі прилади, такі як осцилографи.
Є проблема
Найбільшим викликом для науковців є не стільки нерівності на дорогах, скільки звичайні затори. Система автономного охолодження може підтримувати необхідну низьку температуру лише протягом обмеженого часу – близько чотирьох годин.
Якщо вантажівка під час поїздки між лабораторіями застрягне в заторі на довший період, запас рідкого гелію може вичерпатися, що призведе до втрати магнітного поля та зникнення частинок.
Крістіан Сморра підкреслює, що для подорожей на довші дистанції, наприклад, до Університету імені Генріха Гейне в Дюссельдорфі, що займає близько восьми годин їзди, вченим доведеться встановити на вантажівку додаткові генератори живлення.
Дивіться також Цей годинник помиляється лише на одну секунду кожні 30 мільярдів років
Що ми з того отримаємо?
Кінцева мета проєкту – забезпечити можливість доставлення антиречовини до будь-якої лабораторії Європи. Переїзд до Дюссельдорфа дозволить підвищити точність вивчення антипротонів щонайменше у 100 разів порівняно з можливостями в ЦЕРН.
Речник експерименту BASE Стефан Ульмер впевнений, що ця нова технологія відкриє двері для вивчення не лише антиречовини, а й інших рідкісних екзотичних частинок.
Це не єдина схожа розробка
Окрім BASE-STEP, над схожою мобільною пасткою працюють автори проєкту PUMA. Ще у 2025 році вони проводили експерименти з перевезення антипротонів на відстань 600 метрів до іншої установки ЦЕРН для вивчення структури екзотичних атомних ядер. Однак наразі немає доступної інформації про успіх чи невдачу.