البروتونات تتحرك: علامة فارقة في أبحاث المادة المضادة!

البروتونات تتحرك: علامة فارقة في أبحاث المادة المضادة!

حقق تعاون BASE، والذي يضم أيضًا جامعة هاينريش هاينه دوسلدورف (HHU)، تقدمًا كبيرًا في أبحاث البروتونات. في 14 مايو 2025، تم بنجاح إثبات نقل البروتونات خارج المختبر. حدث هذا كجزء من مشروع مبتكر يهدف إلى تمكين نقل البروتونات المضادة المتولدة في CERN إلى مختبرات عالية الدقة مثل تلك الموجودة في HHU. البروتونات، باعتبارها اللبنات الأساسية للمادة، لها علاقة مباشرة مع نظيرتها من المادة المضادة، البروتون المضاد.

يستكشف تعاون BASE الاختلافات بين البروتونات والبروتونات المضادة لمعالجة أسئلة الفيزياء الأساسية. وأوضح البروفيسور الدكتور ستيفان أولمر من HHU أنه بسبب الضوضاء الخلفية في CERN، هناك حاجة إلى دقة قياس عالية للغاية، وهو ما يصعب تحقيقه عادةً. تحفز هذه التحديات على تطوير تقنيات جديدة لتعزيز الأبحاث الدقيقة في مجال المادة المضادة.

حلول النقل المبتكرة

مركز هذا التطور التكنولوجي هو نظام مصيدة Penning فائق التوصيل وقابل للنقل يسمى BASE-STEP. في خريف عام 2024، تم بنجاح إثبات النقل الخالي من الخسارة للبروتونات عبر موقع CERN. ويمكن أيضًا تجهيز النظام بمولدات طاقة متنقلة، مما يتيح نقل البروتونات لفترات أطول.

الخطوة التالية في هذا المشروع البحثي هي نقل البروتونات المضادة، التي يتم إنتاجها وتخزينها في ما يسمى بمصنع المادة المضادة (AMF) في CERN. إحدى المزايا الرئيسية لطريقة النقل الجديدة هذه هي إمكانية زيادة الدقة في أبحاث المادة المضادة. يمكن لعمليات النقل الناجحة هذه أن تفتح فرصًا بعيدة المدى للاكتشافات العلمية.

دقة القياس وتمويل البحوث

حتى الآن، حقق تعاون BASE تقدمًا ملحوظًا. وفي قياساتهم، حققوا دقة قدرها 1.5 جزء في المليار عند مقارنة البروتونات والبروتونات المضادة. بالإضافة إلى ذلك، أجرى التعاون الاختبار الأكثر دقة لثبات CPT للباريونات، وهو ما يمثل خطوة مهمة أخرى في البحث الأساسي.

تم تمويل هذه التطورات المهمة من خلال منحة ERC التي ستمكن تعاون BASE من مواصلة تطوير طرق القياس وتقنيات النقل الخاصة به. تأسس التعاون نفسه في عام 2013، ويتضمن العديد من معاهد البحوث الدولية التي تعمل معًا لاستكشاف أسرار المادة المضادة.

إن التطورات في مجال أبحاث البروتونات والبروتونات المضادة لا يمكن أن تزيد من تعزيز الأساسيات الفيزيائية فحسب، بل يمكنها أيضًا تعزيز التقنيات والأساليب الجديدة التي ستكون مهمة للمسائل العلمية المستقبلية. تعد الجهود البحثية التي يبذلها تعاون BASE دليلاً إضافيًا على الإمكانات التي تمتلكها أبحاث المادة المضادة في الفيزياء.