Протони в движение: крайъгълен камък в изследването на антиматерията!

Протони в движение: крайъгълен камък в изследването на антиматерията!

Сътрудничеството BASE, което също включва университета Хайнрих Хайне в Дюселдорф (HHU), постигна значителен пробив в изследването на протоните. На 14 май 2025 г. транспортирането на протони извън лаборатория беше успешно демонстрирано. Това се случи като част от иновативен проект, който цели да позволи транспортирането на антипротони, генерирани в CERN, до лаборатории с висока точност като тези в HHU. Протоните, като фундаментални градивни елементи на материята, са в пряка връзка със своя двойник на антиматерията, антипротона.

Сътрудничеството BASE изследва разликите между протони и антипротони, за да отговори на фундаментални въпроси на физиката. Проф. д-р Стефан Улмер от HHU обясни, че поради фоновия шум в CERN са необходими изключително високи точности на измерване, които обикновено са трудни за постигане. Тези предизвикателства мотивират разработването на нови технологии за напредък в прецизните изследвания в областта на антиматерията.

Иновативни транспортни решения

Центърът на това технологично развитие е транспортируема, свръхпроводяща система за капани на Penning, наречена BASE-STEP. През есента на 2024 г. транспортирането на протони без загуби през площадката на CERN беше успешно демонстрирано. Системата може да бъде оборудвана и с мобилни генератори на енергия, което позволява протоните да се транспортират за по-дълги периоди.

Следващата стъпка в този изследователски проект е транспортирането на антипротони, които се произвеждат и съхраняват в така наречената фабрика за антиматерия (AMF) в CERN. Едно от основните предимства на този нов транспортен метод е перспективата за повишена прецизност в изследванията на антиматерията. Такива успешни транспорти биха могли да открият широкообхватни възможности за научни открития.

Точност на измерванията и финансиране на изследванията

Досега сътрудничеството BASE постигна забележителен напредък. В своите измервания те постигнаха точност от 1,5 части на милиард при сравняване на протони и антипротони. В допълнение, сътрудничеството проведе най-прецизния тест за инвариантност на CPT за бариони, което представлява друга важна стъпка във фундаменталните изследвания.

Тези значителни постижения бяха финансирани от грант от ERC, който ще позволи на сътрудничеството BASE да доразвие своите методи за измерване и транспортни технологии. Самото сътрудничество е основано през 2013 г. и включва няколко международни изследователски института, които работят заедно, за да изследват мистериите на антиматерията.

Развитието в областта на изследването на протони и антипротони може не само да консолидира допълнително физическите основи, но и да насърчи нови техники и методи, които ще бъдат важни за бъдещи научни въпроси. Изследователските усилия на сътрудничеството BASE са още едно доказателство за потенциала, който изследването на антиматерията има във физиката.