Kamajuan dina Transportasi Antiproton  

Big Bang ngahasilkeun jumlah anu sami sareng antimateri anu kedahna saling ngancurkeun ninggalkeun jagat raya anu kosong. Sanajan kitu, zat salamet tur ngadominasi alam semesta bari antimateri ngiles. Hal ieu dipercaya yén sababaraha béda kanyahoan dina sipat dasar antara partikel jeung antipartikel pakait bisa jadi jawab ieu. Ukuran presisi luhur sipat dasar antiproton boga potensi pikeun ngabeungharan pamahaman ngeunaan asimétri zat-antimateri. Éta peryogi suplai antiproton. Ayeuna, CERN's Antiproton Decelerator (AD) mangrupikeun hiji-hijina fasilitas dimana antiproton diproduksi sareng disimpen. Teu mungkin pikeun ngalaksanakeun studi precision tinggi ngeunaan antiproton deukeut AD alatan fluctuations médan magnét dihasilkeun ku akselerator. Lantaran kitu, ngangkut antiproton ti fasilitas ieu ka laboratorium sanés mangrupikeun kabutuhan. Ayeuna, teu aya téknologi anu cocog pikeun ngalakukeunana. BASE-STEP mangrupikeun léngkah maju dina arah ieu. Ieu mangrupikeun alat anu rélatif kompak anu dirancang pikeun nyimpen sareng ngangkut antiproton ti fasilitas CERN ka laboratorium di lokasi sanés pikeun ngulik precision tinggi ngeunaan antimateri. Dina 24 Oktober 2024, BASE-STEP ngalaksanakeun demonstrasi téknologi anu suksés ngagunakeun proton anu terperangkap salaku stand-in pikeun antiproton. Éta ngangkut awan 70 proton sacara lokal dina treuk. Ieu mangrupikeun conto munggaran transportasi partikel leupas dina perangkap anu tiasa dianggo deui sareng léngkah anu penting pikeun nyiptakeun jasa pangiriman antiproton pikeun ékspérimén di laboratorium sanés. Kalayan sababaraha perbaikan dina prosedur, antiproton direncanakeun bakal diangkut dina 2025.  

Dina awalna, Big Bang ngahasilkeun jumlah sarua zat jeung antimateri. Duanana idéntik dina sipat, ngan éta boga muatan sabalikna, sarta moments magnét maranéhanana dibalikkeun.  

Masalah sareng antimateri kedahna gancang musnah ninggalkeun jagat raya anu kosong tapi éta henteu kajantenan. Alam semesta ayeuna sagemblengna didominasi ku zat bari antimateri ngiles. Ieu panginten aya sababaraha bédana anu teu dipikanyaho antara partikel dasar sareng antipartikel anu saluyu anu tiasa nyababkeun kasalametan zat bari antimateri dileungitkeun ngarah kana asimétri materi-antimateri.  

Numutkeun simétri CPT (Muatan, Paritas, sareng Pambalikan Waktos), anu mangrupikeun bagian tina Modél Standar fisika partikel, sipat dasar partikel kedah sami sareng sabagian sabalikna tina antipartikel anu saluyu. Pangukuran ékspériméntal presisi tinggi ngeunaan bédana dina sipat dasar (sapertos massa, muatan, umur atanapi momen magnét) partikel sareng antipartikel anu saluyu tiasa ngabantosan dina ngartos asimétri materi-antimateri. Ieu mangrupikeun kontéks tina Ékspérimén Simétri Antibaryon Baryon CERN (BASE ).

Percobaan BASE geus dirancang pikeun nalungtik Proton Antiproton Symmetry ku cara ngalakonan ukuran precision tinggi sipat (saperti momen magnét intrinsik) antiprotons kalawan precision fractional dina urutan bagian-per-miliar. Léngkah satuluyna nyaéta ngabandingkeun pangukuran ieu sareng nilai anu saluyu pikeun proton. Pikeun momen magnét intrinsik, sakabéh prosés dumasar kana pangukuran frékuénsi Larmor jeung frékuénsi cyclotron.     

Ayeuna, CERN's Antiproton Decelerator (AD) mangrupikeun hiji-hijina fasilitas dimana antiproton sacara rutin diproduksi sareng disimpen. Antiproton ieu kedah diulik di dieu di fasilitas CERN tapi fluktuasi médan magnét anu dihasilkeun ku akselerator di situs ngabatesan akurasi pangukuran sipat antiproton. Lantaran kitu, penting pikeun ngangkut antiproton anu dihasilkeun dina AD ka laboratorium di lokasi anu sanés. Tapi antimateri teu gampang pikeun nungkulan sabab gancang musnah dina kontak jeung zat. Ayeuna, teu aya téknologi anu cocog pikeun ngangkut antiproton ka laboratorium di lokasi sanés pikeun panalungtik ngalaksanakeun studi precision tinggi. BASE-STEP (Tés Simétri dina Ékspérimén sareng antiproton Portabel) mangrupikeun léngkah anu maju dina arah ieu.  

BASE-STEP mangrupikeun alat anu rélatif kompak anu dirancang pikeun nyimpen sareng ngangkut antiproton ti fasilitas CERN ka laboratorium di lokasi sanés pikeun ngulik precision tinggi ngeunaan antimateri. Ieu mangrupikeun subproyék BASE, beuratna sakitar ton sareng sakitar lima kali langkung alit tibatan percobaan BSE asli.  

Dina 24 Oktober 2024, BASE-STEP ngalaksanakeun demonstrasi téknologi anu suksés ngagunakeun proton anu terperangkap salaku stand-in pikeun antiproton. Éta ngangkut awan 70 proton sacara lokal dina treuk. Ieu mangrupikeun conto munggaran transportasi partikel leupas dina perangkap anu tiasa dianggo deui sareng batu léngkah anu penting pikeun nyiptakeun jasa pangiriman antiproton pikeun ékspérimén di laboratorium sanés. Kalayan sababaraha perbaikan dina prosedur, transportasi antiproton direncanakeun dina 2025.  

PUMA (antiProton Unstable Matter Annihilation) nyaéta ékspérimén séjén anu sipatna sarupa tapi ditujukeun pikeun tujuan anu béda. Sapertos BASE-STEP, PUMA ogé ngalibatkeun persiapan perangkap anu tiasa diangkut pikeun mindahkeun antiproton ti aula Antiproton Decelerator (AD) CERN ka fasilitas ISOLDE pikeun dianggo dina ngulik fénoména fisika nuklir aheng.  

*** 

Rujukan:  

1. CERN. Warta - Percobaan BASE nyandak léngkah gedé pikeun antimateri portabel. Dipasang 25 Oktober 2024. Sadia di https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter  

2. CERN. Laporan Desain Téknis ngeunaan BASE-STEP.  https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf 

3. Smorra C., dkk. 2023. BASE-STEP: A reservoir antiproton transportable pikeun studi interaksi fundamental. Pdt. Sci. Instrumén. 94, 113201. 16 Nopémber 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0155492 

4. Aumann, T., Bartmann, W., Boine-Frankenheim, O. et al. PUMA, antiProton ngancurkeun zat teu stabil. Eur. Phys. J. A 58, 88 (2022). DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x 

*** 

artikel nu patali 

• Naha 'Matéri' Ngadominasi Alam Semesta sanés 'Antimateri'? Dina Quest of Naha Alam Semesta Aya (18 April 2020) 

• Ngabongkar Misteri Asimétri Matéri-Antimateri Alam Semesta kalayan Ékspérimén Osilasi Neutrino (1 Méi 2020)  

• Collider partikel pikeun ulikan ngeunaan "alam semesta pisan mimiti": collider Muon nunjukkeun (31 Oktober 2024)  

***