Fizikçiler Antimaddenin Nasıl Güvenle Taşınacağını Bulmuş Olabilir

Bu, serbest parçacıkların ilk kez bu şekilde taşındığına işaret ediyor ve CERN'den anti maddeyi daha önce hiç olmadığı kadar hassas bir şekilde inceleyebilecek tesislere gönderme yönteminin önünü açıyor.

Anti madde kolay kolay taşınamaz- ne de olsa içine koyduğunuz her kabı yok etme eğilimindedir. Ancak CERN'deki bilim insanları BASE-STEP adını verdikleri ve bu tuhaf maddeyi tutup taşıyabilecek özel bir tuzak geliştirdiler.

Ekim ayı sonlarında ekip, BASE-STEP'in planlandığı gibi çalıştığını, tuzağa 70 adet bağlanmamış protondan oluşan bir bulut yükleyerek, bunu bir kamyona yükleyerek ve CERN'in ana sahası boyunca sürerek gösterdi. Neyse ki kırılgan kargo bu kısa yolculuktan sağ çıktı.

BASE-STEP'in lideri CERN fizikçisi Christian Smorra, “Eğer bunu protonlarla yapabiliyorsanız, anti protonlarla da işe yarayacaktır” diyor. “Tek fark, anti protonlar için çok daha iyi bir vakum odasına ihtiyacınız olması.”

Anti madde, normal maddenin bir nevi 'kötü ikizidir’- temel fark, bir parçacık ve onun karşıt parçacığının zıt yüke sahip olmasıdır. Kulağa basit geliyor ama sonuçları çok büyük. Eğer anti madde parçacıkları normal maddeye, hatta havaya dokunursa, bir enerji patlamasıyla birbirlerini yok ederler.

Sonuç olarak, anti madde genellikle geçici bir varoluşa sahiptir, yani üretilmesi zordur ve incelenmesi daha da zordur. CERN'in Anti proton Yavaşlatıcısı (AD), Dünya'da sürekli olarak anti madde üretebilen birkaç yerden biridir ve daha sonra onu farklı şekillerde inceleyen yakındaki bir dizi deneye beslenir.

Anti maddenin üzerinde çalışılabilecek kadar uzun süre saklanabilmesi için elektromanyetik bir alan içinde asılı tutularak kenarlara temas etmesinin engellenmesi gerekiyor. BASE deneyi tam da bunu yapıyor ve anti madde parçacıklarını bir yıldan uzun süre saklayabiliyor. Bununla birlikte, sahada yapılabilecek çok fazla deney var.

CERN parçacık fizikçisi Stefan Ulmer, “AD salonundaki hızlandırıcı ekipmanı, hassas ölçümlerimizi ne kadar zorlayabileceğimizi sınırlayan manyetik alan dalgalanmaları üretiyor” diyor.

“Anti protonların temel özelliklerini daha da derinlemesine anlamak istiyorsak, dışarı çıkmamız gerekiyor.”

Bu nedenle CERN, 1,9 metre (6,2 fit) uzunluğunda veya BASE'in beşte biri büyüklüğünde daha küçük, taşınabilir bir versiyon olan BASE-STEP'i inşa etti. Anti parçacıkları bir yolculuğa çıkarken karşılaşabileceğiniz çarpma ve sarsıntılardan korumak için tasarlandı ve bunu yapmak için o küçük alana çok fazla ekipman sığdırıldı.

BASE-STEP, anti parçacıkları tutmak için bir vakum odası, onları askıya almak için gereken elektromanyetik alanları oluşturmak için süper iletken bir mıknatıs, mıknatısı soğutmak için sıvı helyum kullanan bir kriyojenik sistem ve her şeyi çalıştırmak için piller içeriyor.

Bu ilk test çalışması için bilim insanları anti madde parçacıkları değil, şoka karşı da hassas olan 70 serbest proton kullandılar. Bu bağlanmamış parçacıklar yeni bağlar oluşturmak için can atıyor, bu yüzden çok fazla sarsılırlarsa atom çekirdeklerine geri çekilecekler. Başaramazlarsa kaybedecekleri çok daha az değerlidir.

Protonların bileşik boyunca kamyonla yolculuk yapmasıyla çalışma başarılı oldu. Ekip, biraz daha ince ayar yaptıktan sonra ilk anti madde yükünü önümüzdeki yıl taşımayı planlıyor. PUMA adlı ayrı bir deney de 2025 yılında aynı şeyi yapmayı hedefliyor.

Smorra, “Sonunda anti maddeyi Düsseldorf'taki Heinrich Heine Üniversitesi'ndeki özel hassas laboratuvarlarımıza taşıyabilmek istiyoruz, bu da anti maddeyi en az 100 kat daha gelişmiş hassasiyetle incelememize olanak tanıyacak” diyor.

“Daha uzun vadede, bunu Avrupa'daki herhangi bir laboratuvara taşımak istiyoruz. Bu da kamyonda bir güç jeneratörüne ihtiyacımız olduğu anlamına geliyor. Şu anda bu olasılığı araştırıyoruz.”

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.