В чем опасность эксперимента?
Антивещество считается одной из самых больших загадок современной науки. Согласно принятой сегодня теории, во Вселенной после Большого взрыва должно было бы образоваться одинаковое количество материи и антиматерии, которые по логике должны были мгновенно аннигилировать друг друга, оставив после себя только энергию. Однако мы живем в мире, где преобладает обычная материя, а физики десятилетиями ищут антиматерию и ответ на сложный вопрос ее исчезновения, пишет Phys.org.
Смотрите также В Большом адронном коллайдере обнаружили новую элементарную частицу
Для этого они изучают антипротоны – частицы, идентичные протонам, но имеющие противоположный заряд. Проблема заключается в том, что любой контакт антивещества с обычной материей приводит к их мгновенной взаимной ликвидации, что порождает значительное высвобождение энергии в виде взрыва.
Единственным местом на планете, где ученые могут создавать и хранить антипротоны, является так называемая "Фабрика антиматерии" в ЦЕРН, расположенная неподалеку от Женевы. Однако условия внутри научного комплекса не идеальны для сверхточных измерений. Работа огромного ускорителя (Большого адронного коллайдера, который расположен в тоннеле длиной 27 километров), а также другого оборудования создает значительные магнитные колебания.
Эти препятствия не позволяют исследователям изучить фундаментальные свойства антипротонов с необходимой точностью. Именно поэтому возникла идея проекта BASE-STEP – создания мобильной установки для транспортировки антивещества в другие лаборатории, где условия для исследований значительно лучше.
Что придумали ученые?
Для реализации этого замысла была разработана специальная "ловушка" весом 1 000 килограммов. Это устройство настолько компактное, что может проходить сквозь стандартные двери лабораторий и легко помещается в кузов грузовика.
Внутри установки поддерживается глубокий вакуум, а антипротоны удерживаются во взвешенном состоянии с помощью сверхпроводящих магнитов, которые охлаждаются жидким гелием до температуры -269 градусов Цельсия. Такая система предотвращает любой контакт частиц со стенками камеры, изготовленные из обычной материи.
Установка BASE-STEP изображена слева / Фото CERN
Первые испытания технологии уже состоялись непосредственно на территории ЦЕРН. Сначала ученые перевезли "облако" из 70 обычных протонов, чтобы проверить, как система реагирует на вибрации и ускорения во время движения грузовика.
Кристиан Сморра, руководитель проекта BASE-STEP, ранее отметил, что если технология работает с протонами, она сработает и с антипротонами, хотя для последних понадобится гораздо более качественная вакуумная камера. Поэтому было принято решение продолжать.
Во время следующего этапа была протестирована перевозка около 100 антипротонов. Специалисты отмечают, что такое количество антиматерии настолько мала, что даже в случае нарушения работы магнитов высвобожденная энергия будет незаметной для человека. Ее смогут зафиксировать только сверхчувствительные приборы, такие как осциллографы.
Есть проблема
Самым большим вызовом для ученых является не столько неровности на дорогах, сколько обычные пробки. Система автономного охлаждения может поддерживать необходимую низкую температуру только в течение ограниченного времени – около четырех часов.
Если грузовик во время поездки между лабораториями застрянет в пробке на более долгий период, запас жидкого гелия может иссякнуть, что приведет к потере магнитного поля и исчезновению частиц.
Кристиан Сморра подчеркивает, что для путешествий на более длинные дистанции, например, в Университет имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе, что занимает около восьми часов езды, ученым придется установить на грузовик дополнительные генераторы питания.
Смотрите также Эти часы ошибаются лишь на одну секунду каждые 30 миллиардов лет
Что мы с того получим?
Конечная цель проекта – обеспечить возможность доставки антивещества в любую лабораторию Европы. Переезд в Дюссельдорф позволит повысить точность изучения антипротонов минимум в 100 раз по сравнению с возможностями в ЦЕРН.
Представитель эксперимента BASE Стефан Ульмер уверен, что эта новая технология откроет двери для изучения не только антивещества, но и других редких экзотических частиц.
Это не единственная похожая разработка
Кроме BASE-STEP, над похожей мобильной ловушкой работают авторы проекта PUMA. Еще в 2025 году они проводили эксперименты по перевозке антипротонов на расстояние 600 метров к другой установке ЦЕРН для изучения структуры экзотических атомных ядер. Однако пока нет доступной информации об успехе или неудаче.