Антиматерию будут перевозить на грузовиках

0
5

Научно-исследовательский совет ЦЕРН одобрил разработку компактных экспериментов BASE-STEP и PUMA, с помощью которых физики смогут перевозить антипротоны от места их производства к другим установкам. Как сообщается в пресс-релизе на сайте организации, использовать транспортировку антиматерии на практике планируется уже в 2023 году. Еще в первой половине прошлого века физики выяснили, что у частиц привычной нам материи есть партнеры — античастицы, которые обладают теми же массой и спином, но противоположными характеристиками остальных взаимодействий (например, позитрон — античастица электрона — несет положительный заряд той же величины).

На сегодняшний день ученые обнаружили античастицы практически у всех известных частиц (в некоторых случаях частица и античастица совпадают), и даже научились искусственно синтезировать антиматерию. На фабрике антиматерии в ЦЕРН это происходит на регулярной основе — для этого исследователи сталкивают ускоренный до высоких энергий пучок из обычных протонов с мишенью из тяжелых атомов. В результате рождается множество вторичных частиц и античастиц, из которых физики выделяют антипротоны.

Антиматерию будут перевозить на грузовиках

Однако с точки зрения исследований важно не только получить антиматерию, но и сохранить ее для последующих экспериментов — например, чтобы изучать поведение связанных систем античастиц (антиядер или даже антиатомов) или детальнее разобраться в различиях между веществом и антивеществом и понять, почему наблюдаемого во Вселенной вещества гораздо больше, чем антивещества. Проблема состоит в том, что антиматерию постоянно окружает обычное вещество, а при встрече со своей частицей-партнером античастицы аннигилируют. Чтобы предотвратить это, физики хранят антиматерию при высоком вакууме, то есть в очень разреженной среде, и удерживают частицы от столкновений со стенками контейнера при помощи электромагнитных полей.

Тем не менее, даже если античастицы удалось уберечь от аннигиляции, вблизи места их производства невозможно расположить все требуемые эксперименты, а организовывать отдельные фабрики антиматерии около каждой установки слишком затратно. Разрешить эту проблему можно, если научиться транспортировать антиматерию от одной установки к другой — о таких планах ЦЕРН заявлял еще в феврале 2018 года (подробнее об этом можно узнать в нашем блоге).

Для разных экспериментальных целей физики предложили два вида установок по перевозке антиматерии — BASE-STEP и PUMA. Первая из них — это модификация уже существующего эксперимента BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment), который занимается поиском несоответствия между характеристиками частиц и античастиц. Установка будет удерживать антипротоны с помощью ловушек Пеннинга — устройств, в которых однородное магнитное поле ограничивает радиальное движение, а квадрупольное электрическое поле — продольные смещения. BASE-STEP будет использовать две таких ловушки: одну для приема и высвобождения антипротонов, а другую — для их хранения.

Планируется также оснастить эксперимент автономной охладительной системой на основе жидкого гелия — это позволит использовать BASE-STEP, не заботясь о внешнем охлаждении в течение нескольких часов. В ЦЕРН отмечают, что установка достаточно компактна для перевозки в небольшом грузовике: продольные и поперечные размеры составят порядка метра, масса — около одной тонны. Цель второго эксперимента, PUMA (antiProton Unstable Matter Annihilation), — в том, чтобы доставить антипротоны от замедлителя к установке ISOLDE (Isotope mass Separator On-Line facility), на которой производятся короткоживущие экзотические ядра (с числом нейтронов, значительно большим или меньшим числа протонов). Контейнер PUMA длиной 70 сантиметров будет удерживать антипротоны полем сверхпроводящего магнита в вакуумной камере при температуре около четырех кельвин и давлении 10–20 бар.

Подобно BASE-STEP, внутренность установки будет разделена на две зоны: в одной антипротоны будут храниться, а в другой — взаимодействовать с экзотическими ядрами, что даст возможность собирать экспериментальные данные. При этом пытаться провести такой опыт наоборот, перевозя ядра от ISOLDE к антипротонам, было бы бессмысленно — первые очень нестабильны и распались бы за время транспортировки. Теперь оба эксперимента одобрены руководством ЦЕРН и, вероятно, будут разработаны уже в ближайшем будущем. Ввод установок в эксплуатацию намечен на 2023 год.

Источник: ufonews.su

Антиматерию будут перевозить на грузовиках
Подпишитесь, чтобы получать свежие новости!

Мы не спамим!

close
Антиматерию будут перевозить на грузовиках
Подпишитесь, чтобы получать свежие новости!

Мы не спамим!

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь