Новий спосіб перевезення антиматерії
Вивчення антиматерії завжди було надзвичайно складним завданням через її короткий термін життя в присутності звичайної матерії. Попри те, що ЦЕРН створив установку, яка виробляє та захоплює антиматерію, дозволяючи проводити розширені дослідження її властивостей, існує значна проблема. Обладнання, що використовується для захоплення антипротонів, створює перешкоди (магнітний шум), які обмежують точність вимірювань. Багато експериментів з антиматерією є надзвичайно чутливими до такого зовнішнього магнітного поля. Фактично апаратне забезпечення, яке уповільнює антиматерію для захоплення, одночасно обмежує точність досліджень, які можна проводити, повідомляє 24 Канал з посиланням на ArsTechnica.
Дивіться також Учені збудують новий адронний колайдер, який перевершить знамениту установку в ЦЕРНі
Очевидним розв'язанням цієї проблеми стало б переміщення антиматерії подалі від місця її виробництва. Однак це швидко стає складним завданням. Для утримання антиматерії необхідний контейнер, який підтримує екстремальний вакуум та використовує надпровідні матеріали для створення електромагнітних полів, що не дають антиматерії торкатися стінок. Усе це вимагає значного джерела живлення та запасу рідкого гелію для роботи надпровідників. Звичайний транспортний контейнер для цього не підійде – якщо антиматерія торкнеться до матерії, вони анігілюють, тобто взаємознищаться.
Портативний контейнер для антиматерії
З огляду на ці виклики, команда ЦЕРН розробила портативний пристрій для утримання антиматерії довжиною два метри. На одному кінці пристрою розташований роз'єм, який дозволяє підключати його до пучка частинок, що виробляються існуючою установкою. Цей роз'єм веде до зони утримання, яка оточена надпровідним магнітом. В інших частинах пристрою знаходяться батареї для забезпечення безперебійного живлення, а також електроніка для керування системою. Уся установка поміщена в металевий каркас, який включає точки підйому для кріплення до крана під час переміщення.
Щоб підтвердити працездатність пристрою, команда завантажила його протонами, які набагато легше отримати. Два внутрішні крани та потужний чотириколісний візок перемістили контейнер до вантажної док-станції, де його перевантажили на вантажівку та вивезли на тестову поїздку кампусом ЦЕРН у Мейріні. За даними карти, включеної до звіту про роботу, протони розпочали свій шлях у Франції, але ненадовго перетнули кордон зі Швейцарією. Загалом вони проїхали трохи менше 4 кілометрів і досягли швидкості понад 40 кілометрів на годину.
Результати випробувань та майбутні перспективи
Під час випробування обладнання залишалося холодним, загалом при температурі трохи вище 5 Кельвінів. Винятком були моменти повторного підключення системи до джерела антиматерії та до електричної системи ЦЕРН, що викликало стрибки температури. Проте надпровідні магніти лишалися значно нижче 7 Кельвінів.
На пристрої був встановлений акселерометр для відстеження сил, що діяли на обладнання під час руху вантажівки. Він показав, що зміни швидкості вантажівки спричинили турбулентність у рідкому гелії, роблячи вимірювання його рівня ненадійними. До моменту повторного підключення рівень гелію впав приблизно з 75% від максимуму до 30%, що свідчить про те, що рідкий гелій є ключовим обмежувальним фактором для перевезення.
Вимірювання, проведені під час транзиту, показали, що весь процес пройшов без втрат, тобто жоден протон не вирвався за весь час транспортування.
Тепер залишається провести ще один експеримент у ЦЕРН, щоб цього разу спробувати перемістити справжню антиматерію. Але у команди є й більші цілі. У Дюссельдорфі, Німеччина, будується установка для експериментів з антипротонами, розташована майже за 800 кілометрів або вісім годин їзди дорогою. Якщо доставку туди вдасться здійснити успішно, нова установка в Німеччині дозволить проводити вимірювання з точністю, що перевищує досягнуту в ЦЕРН більш ніж у 100 разів. Аналогічні поставки можуть здійснити й до інших лабораторій по всій Європі.