Protoni na poti: mejnik v raziskavah antimaterije!

Protoni na poti: mejnik v raziskavah antimaterije!

Sodelovanje BASE, ki vključuje tudi univerzo Heinrich Heine Düsseldorf (HHU), je doseglo pomemben preboj v raziskavah protonov. 14. maja 2025 je bil uspešno dokazan transport protonov izven laboratorija. To se je zgodilo v okviru inovativnega projekta, katerega cilj je omogočiti transport antiprotonov, ustvarjenih v CERN-u, v visoko natančne laboratorije, kot so tisti v HHU. Protoni, kot temeljni gradniki snovi, so v neposrednem razmerju s svojim dvojnikom antimaterije, antiprotonom.

Sodelovanje BASE raziskuje razlike med protoni in antiprotoni za obravnavo temeljnih fizikalnih vprašanj. Prof. dr. Stefan Ulmer iz HHU je pojasnil, da so zaradi hrupa v ozadju v CERN-u potrebne izjemno visoke merilne natančnosti, ki jih je običajno težko doseči. Ti izzivi spodbujajo razvoj novih tehnologij za pospeševanje natančnih raziskav na področju antimaterije.

Inovativne transportne rešitve

Središče tega tehnološkega razvoja je prenosljiv, superprevodni sistem Penningove pasti, imenovan BASE-STEP. Jeseni 2024 je bil uspešno dokazan transport protonov brez izgub po lokaciji CERN. Sistem je lahko opremljen tudi z mobilnimi generatorji energije, ki omogočajo daljši transport protonov.

Naslednji korak v tem raziskovalnem projektu je transport antiprotonov, ki se proizvajajo in shranjujejo v tako imenovani tovarni antimaterije (AMF) v CERN-u. Ena od glavnih prednosti te nove transportne metode je možnost povečane natančnosti pri raziskavah antimaterije. Takšni uspešni prevozi bi lahko odprli daljnosežne priložnosti za znanstvena odkritja.

Natančnost meritev in financiranje raziskav

Doslej je sodelovanje BASE doseglo izjemen napredek. Pri svojih meritvah so pri primerjavi protonov in antiprotonov dosegli natančnost 1,5 delcev na milijardo. Poleg tega je sodelovanje izvedlo najbolj natančen test invariantnosti CPT za barione, kar predstavlja še en pomemben korak v temeljnih raziskavah.

Ta pomemben napredek je bil financiran z donacijo ERC, ki bo sodelovanju BASE omogočila nadaljnji razvoj svojih merilnih metod in transportnih tehnologij. Samo sodelovanje je bilo ustanovljeno leta 2013 in vključuje več mednarodnih raziskovalnih inštitutov, ki sodelujejo pri raziskovanju skrivnosti antimaterije.

Razvoj na področju raziskav protonov in antiprotonov ne bi mogel samo dodatno utrditi fizikalnih osnov, ampak tudi spodbuditi nove tehnike in metode, ki bodo pomembne za prihodnja znanstvena vprašanja. Raziskovalna prizadevanja sodelovanja BASE so dodaten dokaz potenciala, ki ga imajo raziskave antimaterije v fiziki.