Protóny v pohybe: míľnik vo výskume antihmoty!

Protóny v pohybe: míľnik vo výskume antihmoty!

Spolupráca BASE, ktorá zahŕňa aj Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU), dosiahla významný prelom vo výskume protónov. 14. mája 2025 bol úspešne demonštrovaný transport protónov mimo laboratória. Stalo sa tak v rámci inovatívneho projektu, ktorého cieľom je umožniť transport antiprotónov generovaných v CERN-e do vysoko presných laboratórií, ako sú tie v HHU. Protóny, ako základné stavebné kamene hmoty, sú v priamom vzťahu so svojím antihmotovým náprotivkom, antiprotónom.

Spolupráca BASE skúma rozdiely medzi protónmi a antiprotónmi na riešenie základných fyzikálnych otázok. Prof. Dr. Stefan Ulmer z HHU vysvetlil, že v dôsledku hluku pozadia v CERN-e sú potrebné extrémne vysoké presnosti merania, ktoré je zvyčajne ťažké dosiahnuť. Tieto výzvy motivujú vývoj nových technológií na napredovanie presného výskumu v oblasti antihmoty.

Inovatívne dopravné riešenia

Centrom tohto technologického vývoja je prenosný, supravodivý systém Penningovho pasce s názvom BASE-STEP. Na jeseň 2024 bol úspešne preukázaný bezstratový transport protónov cez lokalitu CERN. Systém môže byť vybavený aj mobilnými generátormi energie, ktoré umožňujú transport protónov na dlhšiu dobu.

Ďalším krokom tohto výskumného projektu je transport antiprotónov, ktoré sa vyrábajú a skladujú v takzvanej továrni na antihmotu (AMF) v CERN-e. Jednou z hlavných výhod tohto nového spôsobu transportu je perspektíva zvýšenej presnosti pri výskume antihmoty. Takéto úspešné transporty by mohli otvoriť ďalekosiahle príležitosti pre vedecké objavy.

Presnosť merania a financovanie výskumu

Doteraz spolupráca BASE zaznamenala pozoruhodný pokrok. Pri svojich meraniach dosiahli presnosť 1,5 častice na miliardu pri porovnaní protónov a antiprotónov. Spolupráca navyše vykonala najpresnejší test invariantnosti CPT pre baryóny, čo predstavuje ďalší dôležitý krok v základnom výskume.

Tieto významné pokroky boli financované z grantu ERC, ktorý umožní spolupráci BASE ďalej rozvíjať jej metódy merania a dopravné technológie. Samotná spolupráca bola založená v roku 2013 a zahŕňa niekoľko medzinárodných výskumných ústavov, ktoré spolupracujú na skúmaní tajomstiev antihmoty.

Vývoj v oblasti výskumu protónov a antiprotónov by mohol nielen ďalej konsolidovať fyzikálne základy, ale aj podporiť nové techniky a metódy, ktoré budú dôležité pre budúce vedecké otázky. Výskumné úsilie spolupráce BASE je ďalším dôkazom potenciálu, ktorý má výskum antihmoty vo fyzike.