Znanstveniki CERN-a se odpravijo na prvo potovanje z antimaterijo

Vsi imajo radi izlete in znanstveni piflarji niso izjema. Ugotovili so celo, kako na vožnjo vzeti malo antimaterije. CERN je objavil, da mu je prvič v zgodovini uspelo ne le premakniti antimaterijo iz laboratorija, ampak jo naložiti na tovornjak in odpeljati na vožnjo.

Ti znanstveniki ne nameravajo vzeti svoje antimaterije na plažo ob prostih dneh. Lokacija CERN-a na meji med Francijo in Švico je edini kraj na svetu, ki lahko ustvari majhne količine antimaterije za raziskovalne namene. V trenutku, ko pride v stik s snovjo, se delci med seboj izničijo, zaradi česar jih je zelo težko obdržati. Projekt BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) je delce antimaterije uspešno shranil za obdobja, daljša od enega leta, tako da to ni več problem.

Vendar pa oprema, ki se uporablja za ustvarjanje antimaterije, ustvarja majhna magnetna polja, ki znanstvenikom preprečujejo natančnejše meritve. CERN pravi:

»Stroji in oprema v CERN-ovi ‘tovarni antimaterije’, kjer se nahaja BASE, ustvarjajo nihanja magnetnega polja, ki omejujejo, kako daleč lahko potisnemo naše natančne meritve,« pojasnjuje Stefan Ulmer, tiskovni predstavnik BASE. Ta nihanja so majhna, velikosti milijarde tesle, 20 000-krat manjša od zemeljskega magnetnega polja in jih zunaj zgradbe ni mogoče zaznati. “Vendar pa je natančnost meritev, opravljenih v BASE, tolikšna, da bo za še globlje razumevanje temeljnih lastnosti antiprotonov potrebno prestaviti eksperiment iz stavbe,” pravi Stefan Ulmer.

Da bi to naredili, so znanstveniki zgradili BASE-STEP, bolj prenosljivo različico opreme, ki je potrebna za varno shranjevanje delcev antimaterije. Prvotno zamišljen kot nekaj dovolj majhnega, da ga lahko vržemo na zadnji sedež, tehta približno tono in za prevoz potrebuje tovornjak. Več kot polovica te teže prihaja iz obstojnih superprevodnih magnetov, podobnih tistim, ki jih uporabljajo vlaki maglev, ki suspendirajo delce antimaterije v vakuumski komori in jim preprečujejo stik s katero koli snovjo. Tekoči helij ohladi to komoro na -445 stopinj Fahrenheita, le nekaj stopinj nad absolutno ničlo. BASE-STEP je zasnovan tako, da absorbira do 1 G pospeška v katero koli smer, kar mu omogoča, da gladi neravnine na cestišču in normalne sile vožnje.

V torek, 24. marca, so znanstveniki BASE-STEP in 92 antiprotonov, shranjenih v njem, naložili na tovornjak, nato pa se približno 90 minut vozili po kampusu CERN, medtem ko so spremljali stanje tovora. Test je bil uspešen, saj je vsa antimaterija preživela pogon. To je pomemben korak k omogočanju drugim raziskovalnim ustanovam po Evropi, da sodelujejo pri raziskavah antimaterije. Cilj je prepeljati antimaterijo v približno osem ur oddaljen raziskovalni laboratorij v Nemčiji. BASE-STEP je za ta preizkus uporabil vgrajeno napajanje, vendar bo za tako dolgo vožnjo potreboval generator.

Glede na to, da se materija in antimaterija ob trku uničita v močnem sproščanju energije, se je naravno vprašati, kako varen je prevoz po javnih cestah. Zdi se, da je v vsakih nekaj epizodah “Zvezdnih stez” vdor v warp jedro, ki omogoča, da se zgodi točno to, in grozi, da bo med tem razstrelil zvezdno ladjo. En funt antimaterije bi lahko povzročil eksplozijo, ki je enakovredna 19 megatonam TNT-ja, zato si lahko predstavljamo, kako nevarno je to.

Na srečo je resnica varnejša od znanstvene fantastike. V funtu je približno 454 gramov. Avogadrovo število nam pove, da je 6,02214076 × 10²³ subatomski delci v enem gramu snovi. BASE-STEP je prenesel 92 delcev. Samo CERN-ova natančna nadzorna oprema bi lahko zaznala njihovo uničenje. Povedano drugače, CERN pravi:

Če poskus transporta ne uspe in antidelci anihilirajo, bo sproščena energija enaka 10 mikroelektronom energije (to je masa tisoč elektronov). Za primerjavo, količina sončne svetlobe, ki vsako sekundo posije na našo kožo, je 1 milijardokrat večja od količine energije, ki se sprosti z uničenjem vseh antiprotonov v pasti BASE-STEP. Ta prevoz ni nič bolj nevaren kot vsak prevoz s tovornjaki po javnih cestah.

V prihodnosti lahko večje količine prinesejo določena tveganja, a tudi jedrski odpadki, s katerimi imamo opravka še 80 let po tem, ko so bili narejeni, in se bodo še več deset tisoč let. Vsaj antimaterija ni radioaktivna.