A protonok mozgásban: mérföldkő az antianyagkutatásban!

A protonok mozgásban: mérföldkő az antianyagkutatásban!

A BASE együttműködés, amelybe a Heinrich Heine Egyetem Düsseldorf (HHU) is beletartozik, jelentős áttörést ért el a protonkutatásban. 2025. május 14-én sikeresen demonstrálták a protonok laboratóriumon kívüli szállítását. Ez egy innovatív projekt részeként történt, amelynek célja, hogy lehetővé tegye a CERN-ben keletkezett antiprotonok szállítását olyan nagy pontosságú laboratóriumokba, mint például a HHU. A protonok, mint az anyag alapvető építőkövei, közvetlen kapcsolatban állnak antianyag megfelelőjükkel, az antiprotonnal.

A BASE együttműködés a protonok és az antiprotonok közötti különbségeket kutatja az alapvető fizikai kérdések megválaszolása érdekében. Prof. Dr. Stefan Ulmer a HHU-tól kifejtette, hogy a CERN-nél a háttérzaj miatt rendkívül nagy mérési pontosságra van szükség, amit általában nehéz elérni. Ezek a kihívások motiválják az új technológiák fejlesztését az antianyag területén végzett precíziós kutatás előmozdítása érdekében.

Innovatív közlekedési megoldások

Ennek a technológiai fejlesztésnek a központja a BASE-STEP nevű szállítható, szupravezető Penning csapdarendszer. 2024 őszén sikeresen demonstrálták a protonok veszteségmentes szállítását a CERN telephelyén. A rendszer mobil áramfejlesztőkkel is felszerelhető, ami lehetővé teszi a protonok hosszabb ideig történő szállítását.

A kutatási projekt következő lépése az antiprotonok szállítása, amelyeket a CERN úgynevezett antianyaggyárában (AMF) állítanak elő és tárolnak. Ennek az új szállítási módszernek az egyik fő előnye az antianyag-kutatás nagyobb precizitása. Az ilyen sikeres szállítások messzemenő lehetőségeket nyithatnak a tudományos felfedezések előtt.

A mérési pontosság és a kutatás finanszírozása

Eddig a BASE együttműködés figyelemre méltó előrehaladást ért el. Méréseik során 1,5 ppm pontosságot értek el a protonok és az antiprotonok összehasonlításakor. Ezenkívül az együttműködés során elvégezték a barionok CPT invarianciájának legpontosabb tesztjét, ami egy másik fontos lépés az alapkutatásban.

Ezeket a jelentős előrelépéseket egy ERC-támogatás finanszírozta, amely lehetővé teszi a BASE együttműködésének mérési módszereinek és szállítási technológiáinak továbbfejlesztését. Maga az együttműködés 2013-ban alakult, és több nemzetközi kutatóintézetet is magában foglal, amelyek együtt dolgoznak az antianyag rejtelmeinek feltárásán.

A proton- és antiprotonkutatás terén elért fejlemények nemcsak a fizikai alapokat szilárdíthatják meg, hanem olyan új technikákat és módszereket is előmozdíthatnak, amelyek fontosak lesznek a jövőbeni tudományos kérdések szempontjából. A BASE együttműködés kutatási erőfeszítései további bizonyítékai az antianyag-kutatásban rejlő lehetőségeknek a fizikában.