Protoni in movimento: una pietra miliare nella ricerca sull'antimateria!

Protoni in movimento: una pietra miliare nella ricerca sull'antimateria!

La collaborazione BASE, che comprende anche l'Università Heinrich Heine di Düsseldorf (HHU), ha ottenuto un progresso significativo nella ricerca sui protoni. Il 14 maggio 2025 è stato dimostrato con successo il trasporto di protoni al di fuori di un laboratorio. Ciò è avvenuto nell'ambito di un progetto innovativo che mira a consentire il trasporto degli antiprotoni generati al CERN verso laboratori ad alta precisione come quelli dell'HHU. I protoni, in quanto elementi costitutivi fondamentali della materia, sono in relazione diretta con la loro controparte antimateria, l'antiprotone.

La collaborazione BASE esplora le differenze tra protoni e antiprotoni per affrontare questioni fisiche fondamentali. Il Prof. Dr. Stefan Ulmer dell'HHU ha spiegato che a causa del rumore di fondo del CERN sono necessarie accuratezze di misurazione estremamente elevate, che di solito sono difficili da ottenere. Queste sfide motivano lo sviluppo di nuove tecnologie per far avanzare la ricerca di precisione nel campo dell’antimateria.

Soluzioni di trasporto innovative

Il centro di questo sviluppo tecnologico è un sistema di trappole Penning trasportabile e superconduttore chiamato BASE-STEP. Nell’autunno del 2024 è stato dimostrato con successo il trasporto senza perdite di protoni attraverso il sito del CERN. Il sistema può anche essere dotato di generatori di energia mobili, che consentono il trasporto dei protoni per periodi più lunghi.

Il prossimo passo di questo progetto di ricerca è il trasporto degli antiprotoni, che vengono prodotti e immagazzinati nella cosiddetta fabbrica di antimateria (AMF) del CERN. Uno dei principali vantaggi di questo nuovo metodo di trasporto è la prospettiva di una maggiore precisione nella ricerca sull’antimateria. Tali trasporti di successo potrebbero aprire opportunità di vasta portata per la scoperta scientifica.

Accuratezza delle misurazioni e finanziamenti alla ricerca

Finora la collaborazione BASE ha fatto notevoli progressi. Nelle loro misurazioni, hanno raggiunto una precisione di 1,5 parti per miliardo confrontando protoni e antiprotoni. Inoltre, la collaborazione ha condotto il test più preciso dell'invarianza CPT per i barioni, rappresentando un altro passo importante nella ricerca fondamentale.

Questi progressi significativi sono stati finanziati da una sovvenzione del CER che consentirà alla collaborazione BASE di sviluppare ulteriormente i propri metodi di misurazione e le tecnologie di trasporto. La collaborazione stessa è stata fondata nel 2013 e comprende diversi istituti di ricerca internazionali che lavorano insieme per esplorare i misteri dell’antimateria.

Gli sviluppi nel campo della ricerca sui protoni e sugli antiprotoni potrebbero non solo consolidare ulteriormente i fondamenti fisici, ma anche promuovere nuove tecniche e metodi che saranno importanti per le future questioni scientifiche. Gli sforzi di ricerca della collaborazione BASE sono un’ulteriore prova del potenziale che la ricerca sull’antimateria ha in fisica.