Protoner på farten: en milepæl innen antimaterieforskning!

Protoner på farten: en milepæl innen antimaterieforskning!

BASE-samarbeidet, som også inkluderer Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU), har oppnådd et betydelig gjennombrudd innen protonforskning. 14. mai 2025 ble transport av protoner utenfor et laboratorium demonstrert med suksess. Dette skjedde som en del av et innovativt prosjekt som tar sikte på å muliggjøre transport av antiprotoner generert ved CERN til høypresisjonslaboratorier som de ved HHU. Protoner, som de grunnleggende byggesteinene i materie, står i et direkte forhold til deres antimaterie-motstykke, antiprotonet.

BASE-samarbeidet utforsker forskjeller mellom protoner og antiprotoner for å løse grunnleggende fysikkspørsmål. Prof. Dr. Stefan Ulmer fra HHU forklarte at på grunn av bakgrunnsstøyen ved CERN kreves det ekstremt høye målenøyaktigheter, som vanligvis er vanskelige å oppnå. Disse utfordringene motiverer utviklingen av nye teknologier for å fremme presisjonsforskning innen antimaterie.

Innovative transportløsninger

Sentrum for denne teknologiske utviklingen er et transportabelt, superledende Penning-fellesystem kalt BASE-STEP. Høsten 2024 ble tapsfri transport av protoner over CERN-området demonstrert med suksess. Systemet kan også utstyres med mobile kraftgeneratorer, som gjør at protonene kan transporteres over lengre perioder.

Neste steg i dette forskningsprosjektet er transport av antiprotoner, som produseres og lagres i den såkalte antimateriefabrikken (AMF) ved CERN. En av hovedfordelene med denne nye transportmetoden er utsiktene til økt presisjon i antimaterieforskning. Slike vellykkede transporter kan åpne for vidtrekkende muligheter for vitenskapelig oppdagelse.

Målenøyaktighet og forskningsfinansiering

Så langt har BASE-samarbeidet gjort bemerkelsesverdige fremskritt. I sine målinger oppnådde de en nøyaktighet på 1,5 deler per milliard når de sammenlignet protoner og antiprotoner. I tillegg gjennomførte samarbeidet den mest presise testen av CPT-invarians for baryoner, som representerte et annet viktig skritt i grunnleggende forskning.

Disse betydelige fremskrittene ble finansiert av et ERC-tilskudd som vil gjøre det mulig for BASE-samarbeidet å videreutvikle sine målemetoder og transportteknologier. Selve samarbeidet ble grunnlagt i 2013 og inkluderer flere internasjonale forskningsinstitutter som jobber sammen for å utforske antimateriens mysterier.

Utviklingen innen proton- og antiprotonforskning kan ikke bare konsolidere det fysiske fundamentet ytterligere, men også fremme nye teknikker og metoder som vil være viktige for fremtidige vitenskapelige spørsmål. Forskningsinnsatsen til BASE-samarbeidet er ytterligere bevis på potensialet antimaterieforskning har i fysikk.