Մեծ պայթյունը արտադրեց հավասար քանակությամբ նյութ և հակամատեր, որոնք պետք է ոչնչացնեին միմյանց՝ թողնելով դատարկ տիեզերք: Այնուամենայնիվ, նյութը գոյատևեց և տիրում է տիեզերքին, մինչդեռ հակամատերը անհետացավ: Ենթադրվում է, որ մասնիկների և համապատասխան հակամասնիկների միջև հիմնական հատկությունների որոշ անհայտ տարբերություն կարող է լինել դրա համար: Հակապրոտոնների հիմնարար հատկությունների բարձր ճշգրտության չափումները կարող են հարստացնել նյութ-հականյութի ասիմետրիայի ըմբռնումը: Այն պահանջում է հակապրոտոնների մատակարարում: Ներկայումս CERN-ի հակապրոտոնային դանդաղեցնող սարքը (AD) միակ հաստատությունն է, որտեղ արտադրվում և պահվում են հակապրոտոններ: Արագացուցիչների կողմից առաջացած մագնիսական դաշտի տատանումների պատճառով AD-ի մոտ հնարավոր չէ իրականացնել հակապրոտոնների բարձր ճշգրտության ուսումնասիրություններ: Հետևաբար, հակապրոտոնների տեղափոխումն այս հաստատությունից այլ լաբորատորիաներ հրամայական է: Ներկայումս դրա համար համապատասխան տեխնոլոգիա չկա։ BASE-STEP-ը քայլ առաջ է այս ուղղությամբ: Այն համեմատաբար կոմպակտ սարք է, որը նախատեսված է CERN-ի հաստատությունից հակապրոտոններ պահելու և տեղափոխելու համար այլ վայրերում գտնվող լաբորատորիաներ՝ հակամատերի բարձր ճշգրտության ուսումնասիրության համար: 24 թվականի հոկտեմբերի 2024-ին BASE-STEP-ն անցկացրեց հաջող տեխնոլոգիական ցուցադրություն՝ օգտագործելով թակարդված պրոտոնները՝ որպես հակապրոտոնների հիմք: Այն տեղական բեռնատարով տեղափոխել է 70 պրոտոնից բաղկացած ամպ: Սա չամրացված մասնիկների տեղափոխման առաջին դեպքն էր բազմակի օգտագործման թակարդում և կարևոր քայլ դեպի հակապրոտոնային առաքման ծառայություն այլ լաբորատորիաներում փորձարկումներին: Ընթացակարգերի որոշակի ճշգրտումներով՝ հակապրոտոնները նախատեսվում է տեղափոխել 2025 թվականին։
Սկզբում Մեծ պայթյունը արտադրեց հավասար քանակությամբ նյութ և հակամատեր: Երկուսն էլ հատկություններով նույնական են, պարզապես հակառակ լիցքեր ունեն, և նրանց մագնիսական մոմենտը հակադարձված է:
Նյութը և հականյութը պետք է արագ վերանային՝ թողնելով դատարկ տիեզերք, սակայն դա տեղի չունեցավ: Տիեզերքում այժմ ամբողջովին գերիշխում է նյութը, մինչդեռ հակամատերը անհետացել է: Ենթադրվում է, որ հիմնարար մասնիկների և դրանց համապատասխան հակամասնիկների միջև կա որոշ անհայտ տարբերություն, որը կարող է հանգեցնել նյութի գոյատևման, մինչդեռ հակամատերը վերացվել է, ինչը հանգեցնում է նյութ-հականյութի ասիմետրիայի:
Համաձայն CPT (Լիցք, հավասարություն և ժամանակի հակադարձում) համաչափության, որը մասնիկների ֆիզիկայի ստանդարտ մոդելի մի մասն է, մասնիկների հիմնական հատկությունները պետք է լինեն հավասար և մասամբ հակառակ իրենց համապատասխան հակամասնիկների հատկություններին: Մասնիկների և դրանց համապատասխան հակամասնիկների հիմնական հատկությունների (ինչպիսիք են զանգվածները, լիցքերը, կյանքի տևողությունը կամ մագնիսական պահերը) տարբերությունների բարձր ճշգրտության փորձարարական չափումները կարող են օգնել հասկանալու նյութ-հականյութ ասիմետրիան: Սա է համատեքստը CERN'S Բարիոն Անտիբարիոնային սիմետրիայի փորձ (BASE):
BASE փորձը նախագծվել է պրոտոնների հակապրոտոնային համաչափությունը ուսումնասիրելու համար՝ իրականացնելով հակապրոտոնների հատկությունների բարձր ճշգրտության չափումներ (օրինակ՝ ներքին մագնիսական մոմենտը) կոտորակային ճշգրտությամբ՝ մաս-միլիարդի կարգով: Հաջորդ քայլը այս չափումների համեմատությունն է պրոտոնների համապատասխան արժեքների հետ: Ներքին մագնիսական պահի համար ամբողջ գործընթացը հիմնված է Լարմորի հաճախականության և ցիկլոտրոնի հաճախականության չափումների վրա:
Ներկայումս CERN-ի հակապրոտոնային դանդաղեցնող սարքը (AD) միակ հաստատությունն է, որտեղ հակապրոտոնները պարբերաբար արտադրվում և պահվում են: Այս հակապրոտոնները պետք է ուսումնասիրվեն այստեղ՝ CERN-ի հաստատությունում, սակայն մագնիսական դաշտի տատանումները, որոնք առաջանում են արագացուցիչի կողմից տեղում, սահմանափակում են հակապրոտոնային հատկությունների չափումների ճշգրտությունը: Հետևաբար, AD-ում արտադրված հակապրոտոնները այլ վայրերում գտնվող լաբորատորիաներ տեղափոխելու հրամայական է: Բայց հականյութի հետ հեշտ չէ գործ ունենալ, քանի որ դրանք արագորեն ոչնչացվում են նյութի հետ շփվելիս: Ներկայումս չկա համապատասխան տեխնոլոգիա հակապրոտոնները այլ վայրերի լաբորատորիաներ տեղափոխելու համար, որպեսզի հետազոտողները բարձր ճշգրտությամբ ուսումնասիրություններ կատարեն: BASE-STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable antiprotons) քայլ առաջ է այս ուղղությամբ:
BASE-STEP-ը համեմատաբար կոմպակտ սարք է, որը նախատեսված է CERN-ի հաստատությունից հակապրոտոններ պահելու և տեղափոխելու համար այլ վայրերում գտնվող լաբորատորիաներ՝ հակամատերի բարձր ճշգրտության ուսումնասիրության համար: Այն BASE-ի ենթածրագր է, կշռում է մոտ մեկ տոննա և մոտ հինգ անգամ փոքր է BSE-ի սկզբնական փորձից:
24 թվականի հոկտեմբերի 2024-ին BASE-STEP-ն անցկացրեց հաջող տեխնոլոգիական ցուցադրություն՝ օգտագործելով թակարդված պրոտոնները՝ որպես հակապրոտոնների հիմք: Այն տեղական բեռնատարով տեղափոխել է 70 պրոտոնից բաղկացած ամպ: Սա չամրացված մասնիկների տեղափոխման առաջին դեպքն էր բազմակի օգտագործման թակարդում և կարևոր քայլ դեպի այլ լաբորատորիաներում փորձարկումներին հակապրոտոնային առաքման ծառայության ստեղծման համար: Ընթացակարգերի որոշակի ճշգրտումներով՝ հակապրոտոնի տեղափոխումը նախատեսվում է 2025 թվականին։
PUMA-ն (հակՊրոտոնների անկայուն նյութի ոչնչացում) նմանատիպ բնույթի ևս մեկ փորձ է, որն ուղղված է տարբեր նպատակների: Ինչպես BASE-STEP-ը, PUMA-ն նաև ներառում է տեղափոխվող թակարդի պատրաստում, որը հակապրոտոնները տեղափոխելու է CERN-ի հակապրոտոնային դանդաղեցնող (AD) սրահից դեպի իր ISOLDE հաստատություն՝ միջուկային ֆիզիկայի էկզոտիկ երևույթների ուսումնասիրման համար:
***
Հիշատակում:
- ՑԵՌՆ. Նորություններ – BASE փորձը մեծ քայլ է կատարում դեպի շարժական հակամատեր: Տեղադրվել է 25 թվականի հոկտեմբերի 2024-ին: Հասանելի է https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter
- ՑԵՌՆ. BASE-STEP-ի տեխնիկական նախագծման հաշվետվություն: https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf
- Smorra C., et al 2023. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՔԱՅԼ. Փոխադրելի հակապրոտոնային ջրամբար հիմնարար փոխազդեցության ուսումնասիրությունների համար: Վրդ. գիտ. գործիք. 94, 113201. 16 Նոյեմբեր 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0155492
- Aumann, T., Bartmann, W., Boine-Frankenheim, O. et al. PUMA, հակապրոտոնային անկայուն նյութի ոչնչացում։ Եվր. Ֆիզ. J. A 58, 88 (2022): DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x
***
Առնչվող հոդվածներ
- Ինչու՞ «Մատյանը» գերիշխում է տիեզերքում և ոչ թե «հականյութը»: Որոնում, թե ինչու է տիեզերքը գոյություն ունի (18 ապրիլի 2020 թ.)
- Տիեզերքի նյութ-հականյութի ասիմետրիայի առեղծվածի բացահայտում նեյտրինոյի տատանումների փորձերով (1 մայիսի 2020)
- Մասնիկների բախիչներ «Շատ վաղ տիեզերքի» ուսումնասիրության համար. ցուցադրվել է մյուոնային կոլայդեր (31 հոկտեմբերի 2024 թ.)
***
 is the only facility where antiprotons are produced and stored. It is not possible to conduct high precision studies of antiprotons near AD due to magnetic field fluctuations generated by accelerators. Hence, transporting antiprotons from this facility to other laboratories is an imperative. At present, there is no suitable technology to do so. BASE-STEP is a step forward in this direction. It is a relatively compact device designed to store and transport antiprotons from CERN facility to laboratories at other locations for high precision studies of antimatter. On 24 October 2024, BASE-STEP conducted a successful technology demonstration using trapped protons as a stand-in for antiprotons. It transported a cloud of 70 protons locally in a truck. This was first instance of transportation of loose particles in a reusable trap and an important steppingstone towards creation of an antiproton-delivery service to experiments at other laboratories. With some refinements in procedures, antiprotons are planned to be transported in 2025.){kind=link}